Развитие центрифугирования как важного метода разделения тесно связано с достижениями в биомедицинских исследованиях. От первоначального простого оборудования до современных интеллектуальных ультрацентрифуг, технология центрифугирования прошла долгий и блестящий путь эволюции.
Еще в XIX веке люди начали попытки разделения крови с помощью центробежной силы. В начале XX века коммерческое производство электрических низкоскоростных настольных центрифуг положило начало практическому применению центрифужной технологии. В 1920-х годах ученые начали исследования в области экспериментальной центрифужной технологии, заложив основу для последующего развития. Однако настоящий стремительный рост произошел в 1950-х годах: коммерческое производство высокоскоростных и сверхвысокоскоростных центрифуг в сочетании с широким применением экспериментальной центрифужной технологии значительно способствовало прогрессу биологических и медицинских исследований.
Интенсивное развитие современных биомедицинских исследований предъявило более высокие требования к разделению образцов, что, в свою очередь, стимулировало инновации в центрифужном оборудовании и методах разделения. Начиная с 1970-х годов, центрифуги низкой, высокой и сверхвысокой скорости постоянно модернизировались, и их характеристики постоянно улучшались.
Сегодня передовые ультрацентрифуги способны создавать центробежные поля, превышающие в миллион раз ускорение свободного падения, и стабильно работать в течение длительного времени. Что особенно важно, новое поколение ультрацентрифуг оснащено интеллектуальными функциями моделирования, способными обеспечивать оптимальные решения для центробежного разделения различных биологических образцов.
Ниже перечислены ключевые этапы развития технологии центрифугирования:
Ранние этапы освоения космоса (1911-1929):
1911-1912:
Началось коммерческое производство и применение низкоскоростных настольных центрифуг (со скоростью вращения ниже 3000 об/мин).
1923-1926:
Шведский ученый Сведберг и другие разработали первую в мире экспериментальную ультрацентрифугу (45 000 об/мин).
1926:
Сведберг и Фареус определили молекулярную массу лошадиного гемоглобина с помощью центрифугирования и были удостоены Нобелевской премии по химии.
1929:
Ламм вывел уравнение седиментации, рассчитал скорость седиментации и определил коэффициент седиментации, заложив теоретические основы для центрифугирования.
Технологические прорывы и расширение сферы применения (1930-1959):
1932:
Беренс успешно очистил ядра клеток с помощью центрифугирования.
1933:
Бимс и Пикелс разработали экспериментальную ультрацентрифугу с воздушным турбинным приводом.
1947:
Компания Beckman Coulter выпустила первую в мире аналитическую ультрацентрифугу (модель E) и препаративную ультрацентрифугу (модель L), ознаменовав тем самым зрелость технологии ультрацентрифугирования.
1951:
Бракке разработал зональное центрифугирование с заданной скоростью, основанное на дифференциальном центрифугировании; Калер успешно разработал горизонтальный ротор.
1955:
Андерсон разработал зональный ротор и, используя зональное центрифугирование, впервые подтвердил гипотезу полуконсервативной репликации структуры двойной спирали ДНК.
1957-1959:
Мезельсон, Дюве и другие разработали изопикническое центрифугирование.
Непрерывные инновации и интеллектуальное развитие (1960 г. – настоящее время):
1963:
Компания Beckman Coulter выпустила первый в мире ротор из титана Type 50 Ti, повысивший прочность и долговечность ротора.
1974:
Компания Beckman Coulter представила первую в мире микроцентрифугу Microfuge B, облегчающую центрифужное разделение образцов малого объема.
1975:
Были разработаны и применены вертикальные трубчатые роторы в ультрацентрифугах, приводимых в движение масляными турбинами компании Dupont-Sorvall.
1981:
Компания Beckman Coulter представила ротор для центрифужной очистки клеток методом «элютриации».
1998:
Компания Beckman Coulter представила первую в мире настольную ультрацентрифугу Optima™ MAX, центробежная сила которой превышает один миллион g, а также самокорректирующийся ротор ARIES.
2002:
Компания Beckman Coulter разработала ультрацентрифугу Optima™ L-XP с сенсорным управлением, программное обеспечение для которой позволяет проводить моделирование экспериментальных методов центрифугирования различных биологических образцов непосредственно на приборе, а также рассчитывать молекулярную массу, коэффициент седиментации и т.д.
2012:
Компания Beckman Coulter разработала первую в мире интеллектуальную ультрацентрифугу серии Optima™ X, ознаменовав тем самым переход центрифужных технологий в интеллектуальную эпоху.
2014-2015:
Технология интеллектуального центрифугирования была внедрена в напольные высокоскоростные центрифуги с последовательным выпуском интеллектуальных высокоэффективных центрифуг серий JXN-26 и JXN-30.
<