Sentrifugen fungerer etter sedimenteringsprinsippet. Under påvirkning av g-kraften separeres prøven, avhengig av tettheten til bestanddelene. Det finnes flere typer kjente separasjonsprosesser. For å nevne noen få, er det ultrafiltrering, faseseparasjon og pelletering (se figur 1)

Figur 1 Dannelse av pellets etter sentrifugering

Pelletering er den vanligste anvendelsen. Ved denne formen for sentrifugering danner partiklene en pellet i bunnen av sentrifugerøret, og væsken som blir igjen, kalles supernatant. I separasjonsfasen omdannes kjemikaliene fra en matrise/vandig medium til en løsning. Under ultrafiltrering blir makromolekyler renset og separert ved hjelp av et filter. separert. Isosyklisk sentrifugering fungerer ved at det dannes en gradering av tetthet gjennom likevektssedimentering. Sentrifugeringsprotokoller tar vanligvis hensyn til rcf (relativ sentrifugalkraft) og akselerasjonsgraden i multipler av g (g-kraft). Å bruke rpm (omdreininger per minutt) er svært upresist.

Viktige definisjoner

2). Forskjellen mellom turtall og rcf er betydelig, ettersom to rotorer med ulik diameter, men med samme turtall, vil gi opphav til to forskjellige rcf.

Figur 2 Beregning av rcf

Hva er årsaken til dette?

Siden rotorens bevegelse er sirkulær, beregnes akselerasjonskraften (× g) som et produkt av radius og kvadratet av hastighetsvinkelen. Resultatet av denne ligningen er det som historisk har blitt kalt rcf “relativ sentrifugalkraft”.

Eksempel (beregning i henhold til figur 2)

Begge sentrifugene kan sentrifugere med én rotor, med rør som inneholder 1,5/2 mL, med samme hastighet (14 000 o/min), men akselerasjonen er forskjellig – 13 100 × g mot 20 817 × g. Dette gir ulike resultater. For å gjøre det enklere har mange sentrifuger en knapp som direkte kan konvertere rpm til rcf og omvendt. Hvis sentrifugen din ikke har en slik automatisk knapp, kan den beregnes ved hjelp av formelen ovenfor. K-faktoren er en parameter for sedimenteringsavstanden i et rør. Denne faktoren kalles også opprensefaktoren og representerer den relative effektiviteten for pelletdannelse ved maksimal rotasjonshastighet for et sentrifugesystem. Vanligvis brukes k-faktoren som en verdi for å estimere tiden (i timer) det tar for en bestemt prøve, med en bestemt sedimenteringskoeffisient, å sedimenteres. Sedimentasjonskoeffisienten måles i S (Svedberg).

En liten k-faktor betyr raskere separasjon. Verdien av k-faktoren defineres først og fremst av rotordiameteren. Sammenlignet med rpm/rcf har k-faktoren blitt mindre viktig i dagens sentrifugeringsprosesser. For ultrasentrifugering er k-faktoren imidlertid fortsatt av svært høy verdi.

Ulike typer sentrifugemodeller

Det finnes to typer sentrifuger, gulvmodeller eller benkmodeller.

Gulvmodeller kan vanligvis spinne ved svært høye g-tall og har stor kapasitet. Disse sentrifugene tar imidlertid ganske stor gulvplass. Disse sentrifugene brukes for eksempel til ultrasentrifugering.

Når det gjelder benkesentrifuger, finnes disse i to varianter, mikrosentrifuger eller multifunksjonssentrifuger. Mikrosentrifuger brukes for det meste til små volumrør (mikrotiterrør). Disse sentrifugene er små og smidige, men har begrenset kapasitet og mulig g-kraft. Multifunksjonssentrifuger har et bredere bruksområde, og avhengig av hvilken rotor og hvilke adaptere du bruker, kan du sentrifugere alt fra rør til plater.

Velge riktig sentrifuge for jobben

Hvis du følger en gitt protokoll, må du sørge for at du bruker samme rotor, samme hastighet, samme temperatur og samme sentrifugeringstid. Hvis du vil ha en mest mulig optimal sentrifugering, må du huske på disse parameterne:

• Type prøve
• I hva er prøven (rør, plate osv.)
• Type sentrifuge (vanlig, kjøling eller oppvarming)
• Rotortype (svingbar skuffe eller fast vinkel)
• Ønsket g-tall (RCF), RPM = hastighet beregnes ut fra ønsket RCF (g-tall) og radius til riktig punkt i prøven på den rotoren du bruker, noe som gjøres automatisk på mange sentrifuger. Hvis du er usikker, spør oss, så hjelper vi deg.
• Hvor mange minutter prøven skal sentrifugeres
• Hvilken temperatur er ønskelig under spinningen (er det behov for kulde eller varme)

Hvilken type rotor bør jeg velge?

De to vanligste rotorene er rotorer med fast vinkel eller svingbøtte. Det finnes imidlertid også andre varianter av rotorer, for eksempel trommelrotorer og rotorer med konstant strømning.

Rotor med fast vinkel

Den åpenbare fordelen er at rotoren ikke har noen bevegelige deler. Dette gjør at metallet i rotoren ikke utsettes for like stor slitasje, høyere g-krefter kan oppnås og dermed reduseres den nødvendige spinntiden. Den eneste ulempen er at denne rotoren har begrenset kapasitet. Plasseringen av pelletsene som dannes, avhenger i stor grad av rørets helning. Oftest er hellingen 45°. Jo større helling på røret, desto strammere blir pelletsene. Små rotorer gir opphav til pellets, som da har en større spredeflate.

Svingbare skufferotorer

Disse rotorene er mer fleksible, og avhengig av hvilke innsatser du bruker, kan du spinne alt fra rør til plater. De bevegelige delene i denne rotoren betyr at det er mer slitasje sammenlignet med en rotor med fast vinkel. På grunn av den høyere slitasjen kan du ikke bruke like høye g-krefter, og det tar lengre tid å spinne. Basert på swing-bucket-prinsippet havner pelletsen i bunnen av røret.

Ting du bør tenke på når du bruker sentrifugen din

Hva forårsaker ubalanse?

Rotorene spinner med en enorm hastighet og forårsaker ekstreme krefter. Med dette i bakhodet er det svært viktig å balansere prøvene under kjøring. Dette er spesielt viktig når sentrifugen ikke er helt full av prøver, da må du virkelig tenke på hvordan prøvene plasseres for å oppnå balanse.

Hva er risikoen når det oppstår ubalanse?

Hvis du plasserer prøvene feil og forårsaker ubalanse, kan dette føre til skade på rotoren. Ubalansen kan også føre til kraftige vibrasjoner, noe som kan skade hele sentrifugen. I verste fall kan svært store ubalanser føre til at hele rotoren og sentrifugen ødelegges. De fleste av våre sentrifuger har en ubalansebryter som bryter så snart den oppdager for stor ubalanse, men det er likevel svært viktig å alltid balansere prøvene dine riktig når du kjører en sentrifuge, dette øker også levetiden til sentrifugen.

Hvordan unngå ubalanse?

• Sørg for at arbeidsflaten på sentrifugen er flat
• Ved høye hastigheter kan det lett oppstå ubalanse hvis volumet på prøvene ikke stemmer overens:
  • For rotorer med fast vinkel er det viktig å balansere prøvene med hensyn til vekt. Sørg for at det er samme rør og samme vekt på de motsatte prøvene.
  • For svingbare rotorer er det viktig å ha beholdere i alle posisjoner. Hver beholder har en maksimumsvekt som ikke må overskrides. Sørg for å balansere prøvene godt med like volumer.

• Hvis du bruker swing-out-rotoren og den ikke er full, må du sørge for å balansere den, som vist ovenfor
• Sørg for at alle prøvene er korrekt merket, slik at du kan holde oversikt selv etter sentrifugering
• Du kan tørke av utsiden av prøvene med desinfeksjonsmiddel for å unngå spredning av aerosoler (dannes ved høye hastigheter)
• Forsikre deg om at du ikke har overfylt beholderen for prøven din
• Last aldri inn prøver mens de er i sentrifugen. Last alltid prøvene på forhånd.

Lading av en rotor med fast vinkel

• Hvis du bruker en rotor med fast vinkel og den ikke er full, må du sørge for å balansere som vist ovenfor
• Sørg for at alle prøvene er korrekt merket, slik at du kan holde oversikt selv etter sentrifugering
• Tørk av prøvene på utsiden med desinfeksjonsmiddel for å unngå spredning av aerosoler (dannes ved høye hastigheter)
• Forsikre deg om at du ikke har overfylt beholderen for prøven din
• Last aldri inn prøver mens de er i sentrifugen. Last alltid prøvene på forhånd.

Automatisk gjenkjenning av rotoren