محاكي جهاز الطرد المركزي
المعادلات في هذه المحاكاة
| r | نصف قطر الدوّار r (من مركز الدوّار إلى قاع الأنبوب)، cm | من مركز الدوّار إلى قاع الأنبوب | |
|---|---|---|---|
| RPM | سرعة الدوران (دورات في الدقيقة، RPM) | دورات الدوّار في الدقيقة | |
| RCF | قوة الطرد المركزي النسبية | القوة على العينة كمضاعف للجاذبية، وتُكتب × g؛ تزداد مع مربع السرعة، وعند RPM تساوي 0 تترسب العينة بالجاذبية فقط، 1 × g |
بالقيم الحالية:
| d | قطر كل نوع من الجسيمات | الجسيمات A وB وC: تزداد السرعة مع d²، فالجسيم الأعرض بعشر مرات يغوص أسرع بمئة مرة، وهذا ما يتيح لجهاز الطرد المركزي فصلها | |
|---|---|---|---|
| ρp − ρf | فرق الكثافة Δρ (الجسيم ناقص السائل)، g/cm³ | الخلايا والعضيات أكثف من الماء بنسبة 5 إلى 40% فقط، والرمل أكثف بنسبة 165%؛ والجسيم الذي كثافته مثل السائل لا يغوص أبدًا | |
| η | لزوجة السائل | 0.001 Pa·s، لزوجة الماء؛ والسوائل الأغلظ تبطئ كل شيء | |
| g | الجاذبية القياسية | 9.81 m/s²؛ وRCF × g هو التسارع الذي تشعر به العينة | |
| v | سرعة ترسيب كل نوع من الجسيمات | قانون ستوكس؛ والجسيمات المرسومة في الأنبوب المُخرج تغوص بهذه السرعات |
بالقيم الحالية:
| L | طول عمود السائل | 3 cm هنا | |
|---|---|---|---|
| t_pellet | الزمن اللازم لوصول آخر ذلك الجسيم إلى القاع | يكون نوع الجسيم في الراسب بعد هذه المدة ولا يزال في الطافي قبلها؛ والتوقف بين زمني نوعين هو الطرد المركزي التفاضلي |
بالقيم الحالية:
كيف تستخدم محاكي جهاز الطرد المركزي
- اختر ما في الأنابيب: محللًا خلويًا، أو دمًا، أو مزرعة بكتيرية، أو تربة في ماء، أو ثلاثة أحجام جسيمات خاصة بك. حدد السرعة بـ RPM ونصف قطر الدوّار؛ تظهر الـ × g، أي قوة الطرد المركزي النسبية، ومحوّل RCF إلى RPM يحوّل في الاتجاهين لأي دوّار.
- انقر على أنبوب (أو استخدم «أخرج أنبوبًا») لرفعه والنظر داخله: كل نوع من الجسيمات يغوص بسرعته الخاصة، الأكبر أولًا، ويستقر في راسب طبقي بينما يصفو السائل فوقه. انقر على الأنبوب مرة أخرى لإعادته.
- تعطي المعادلات سرعة ترسب كل نوع حسب قانون ستوكس وكم يستغرق ليترسب. توقف بين زمنين من هذه الأزمنة فيكون نوع في الراسب بينما يبقى الآخر في الطافي: هذا هو الطرد المركزي التفاضلي، الطريقة المعتادة لفصل النوى والميتوكوندريا والريبوسومات.
الأسئلة الشائعة
ما الفرق بين RPM وRCF؟
RPM هي سرعة دوران الدوّار. وRCF، المكتوبة × g، هي القوة على العينة كمضاعف للجاذبية، وتعتمد أيضًا على نصف القطر: RCF = 1.118 × 10⁻⁵ × r × RPM². السرعة نفسها بـ RPM تعطي ضعف القوة في دوّار ضعف الحجم، ولهذا تذكر البروتوكولات × g.
لماذا تترسب الجسيمات الكبيرة أولًا؟
قانون ستوكس: سرعة الترسب تتناسب مع قوة الطرد المركزي، ومع فرق الكثافة بين الجسيم والسائل، ومع مربع القطر. نواة قطرها 6 µm تغوص أسرع بـ 36 مرة من ميتوكوندريون قطره 1 µm، فطرد قصير عند 1000 × g يرسّب النوى ويترك الميتوكوندريا في الطافي؛ ثم 10,000 × g لمدة 10 دقائق تنزل الميتوكوندريا، و100,000 × g لمدة ساعة تنزل الريبوسومات.
هل سرعة الدوران في الصورة حقيقية؟
لا. عند آلاف الدورات في الدقيقة يصبح الدوّار الحقيقي ضبابًا، فيدور الرسم المتحرك بـ 900 RPM على الأكثر. تُحسب الـ × g وسرعات الترسب وأزمنته من RPM التي تحددها؛ استخدم سرعة العرض لتمر بدقائق أو ساعات من الطرد المركزي في ثوانٍ.
تقول إن WebGL معطّل.
يحتاج العرض ثلاثي الأبعاد إلى WebGL، وهو موجود في كل المتصفحات الحالية. قد يكون معطّلًا إن كان تسريع العتاد مطفأً في إعدادات المتصفح، أو بسبب برنامج تشغيل رسومي قديم جدًا. فعّل تسريع العتاد أو جرّب متصفحًا آخر.
هل يُرفع أي شيء؟
لا. يرسم متصفحك نفسه المحاكاة بـ WebGL؛ لا يُرسل شيء إلى أي مكان، وتستمر في العمل دون اتصال بعد تحميل الصفحة.