Sikker bruk av sentrifuger
Sentrifugering er en teknikk som bidrar til å separere blandinger ved å bruke sentrifugalkraft. En sentrifuge er en innretning, vanligvis drevet av en elektrisk motor, som setter et objekt, for eksempel en rotor, i en roterende bevegelse rundt en fast akse.
042-300 91 30
Har du noen spørsmål? Ring kundeservice
Sentrifugering er en teknikk som bidrar til å separere blandinger ved å bruke sentrifugalkraft. En sentrifuge er en innretning, vanligvis drevet av en elektrisk motor, som setter et objekt, f.eks. en rotor, i en roterende bevegelse rundt en fast akse.
En sentrifuge fungerer ved hjelp av sedimenteringsprinsippet: Under påvirkning av gravitasjonskraften (g-kraft) separeres stoffer i henhold til deres tetthet. Det finnes ulike typer separasjon, blant annet isopsyknisk separasjon, ultrafiltrering, tetthetsgradient, faseseparasjon og pelletering.
Pelletering er det vanligste bruksområdet for sentrifuger. Her konsentreres partiklene som en pellet i bunnen av sentrifugerøret og skilles fra den gjenværende løsningen, kalt supernatant. Under faseseparasjon omdannes kjemikalier fra en matrise eller et vandig medium til et løsemiddel (for ytterligere kjemisk eller molekylærbiologisk analyse). Ved ultrafiltrering renses, separeres og konsentreres makromolekyler ved hjelp av en membran. Isopsyknisk sentrifugering utføres ved hjelp av en “selvgenererende” tetthetsgradient som etableres gjennom likevektssedimentering. Denne metoden konsentrerer analysetreffene med de i den omkringliggende løsningen. Protokoller for sentrifugering spesifiserer vanligvis den relative sentrifugalkraften (rcf) og akselerasjonsgraden i multipler av g (g-kraft). Det er ganske upresist å arbeide med rotasjonshastigheten, for eksempel omdreininger per minutt (rpm).
Viktige definisjoner
Generelt angir applikasjoner for sentrifugering graden av akselerasjon som skal påføres prøven, i stedet for å spesifisere en bestemt rotasjonshastighet, for eksempel omdreininger per minutt. Akselerasjonen oppgis vanligvis i tyngdekraft [× g] (eller multipler av x g eller g-kraft), som er standardverdien for akselerasjon på grunn av tyngdekraften ved jordoverflaten (9,81 m/s2). Det er viktig å skille mellom turtall og rcf, ettersom to rotorer med ulik diameter som går med samme rotasjonshastighet (turtall), vil gi forskjellige akselerasjoner (rcf).
Hvorfor det?
Ettersom rotorens bevegelse er sirkulær, beregnes akselerasjonskraften som produktet av radius og kvadratet av vinkelhastigheten. Historisk kjent som “relativ sentrifugalkraft” (rcf), er dette en måling av akselerasjonen som påføres en prøve i en sirkelbevegelse. Denne prosessen måles i gravitasjonsenheter (× g).Eksempel
| Rotor A | Rotor B | ||
|---|---|---|---|
| Hastighet | 14 000 o/min | 14 000 o/min | |
| Radius | 5,98 cm | 9,50 cm | |
| Tyngdekraft | 13,100 × g | 20,817 × g |
*ved hjelp av formelen ovenfor
Som nevnt skal samme rcf (g-kraft) brukes ved bruk av rotorer med ulike radier for sentrifugering.
Begge sentrifugene kan rotere en rotor med 1,5/2 mL-rør med samme hastighet (14 000 o/min), men akselerasjonen som påføres prøvene, er svært forskjellig: 13 100 × g mot 20 817 × g, noe som gir forskjellige resultater. For å gjøre livet enklere og for å kunne gjengi dataene bedre, har noen sentrifuger knapper direkte på betjeningspanelet for automatisk konvertering mellom rpm og rcf. Hvis sentrifugen din ikke har en rpm-rcf-omformer, kan du bruke formelen, rpm-rcf-omformeren som finnes på nettsidene til sentrifugeleverandørene, eller et nomogram for konvertering. k-faktoren er en parameter for sedimenteringsavstanden i et prøverør. Denne faktoren kalles også clearing-faktor og representerer den relative pelleteringseffektiviteten til et sentrifugeringssystem ved maksimal rotasjonshastighet. Vanligvis brukes k-faktorverdien til å estimere tiden, t (i timer), som kreves for fullstendig sedimentering av en prøvefraksjon med en kjent sedimenteringskoeffisient målt i s (svedberg).
En liten k-faktor representerer en raskere separasjon. Verdien av k-faktoren bestemmes først og fremst av rotordiameteren. Sammenlignet med rpm/rcf har bruken av k-faktoren blitt mindre viktig for generelle sentrifugeringsprosesser. Spesielt for ultrasentrifugering er k-faktoren fortsatt relevant.
Slik velger du riktig sentrifuge for ditt bruksområde
Hvis du følger en gitt protokoll, må du sørge for å bruke samme type rotor og bruke den gitte relative sentrifugalkraften (rcf) samt samme temperatur og kjøretid. Generelt må følgende hovedparametere bestemmes for en vellykket sentrifugeringskjøring: A: Type prøve B: Valg av fartøy C: Type sentrifuge D: Type rotor E: Bestemmelse av ønsket relativ sentrifugalkraft F: Definert temperatur under sentrifugeringRotorer med fast vinkel eller svingbar bøtte
De vanligste rotorene i laboratoriesentrifugering er enten rotorer med fast vinkel eller rotorer med svingbøtte. Bare noen få bruksområder krever spesielle rotorer, for eksempel gjennomstrømmingsrotorer, trommelrotorer og lignende. Gjennomstrømningsrotorer muliggjør kontinuerlig oppsamling av utfellinger. Disse systemene brukes f.eks. i høstefermentorer eller til juiceproduksjon i næringsmiddelindustrien. Det er nødvendig med spesialtilpassede versjoner som er optimalisert for den spesifikke applikasjonen.
Rotor med fast vinkel
Den åpenbare fordelen er mangelen på bevegelige deler i rotoren. Dette gir lavere metallbelastning (lengre levetid), høyere maksimal g-kraft er mulig, og for mange bruksområder kan man oppnå raskere sentrifugeringstider. Den eneste ulempen med rotoren med fast vinkel er den begrensede kapasiteten (mindre fleksibilitet). Pelletsens posisjon avhenger sterkt av vinkelen på røret, den befinner seg fra siden til bunnen av røret når det snurrer. De fleste rotorer har en vinkel på 45° for rørene. Jo større vinkel på rørene, desto tettere blir pelleten. Mindre rotorvinkler resulterer i mer spredte pelletområder.

Rotor med svingbar bøtte
Denne typen rotor er svært fleksibel for bruk av ulike rørformater, inkludert SBS-plater, basert på et bredt utvalg av adaptersystemer og høy prøvekapasitet. De bevegelige svingskuffedelene fører til økt metallbelastning på rotoren og skuffene, ettersom skuffens vekt belaster de to dreiepunktene og sporene. Sammenlignet med en rotor med fast vinkel er en rotor med svingbøtte derfor begrenset til en lavere maksimal g-kraft, noe som fører til lengre sentrifugeringstider. Basert på swing-bucket-prinsippet befinner pelleten seg i bunnen av røret (horisontal posisjon av røret under kjøringen). Dette gjør det enklere for brukeren å gjenvinne pelleten sammenlignet med pellets som er plassert på siden av røret.
Sentrifugen
Gulvstående sentrifuger
Gulvstående sentrifuger frigjør plass på benken, men trenger minst én kvadratmeter gulvplass i laboratoriet. De er et godt valg for høyhastighets- eller høykapasitetsprotokoller. Blant de gulvstående sentrifugene kan du velge mellom ultrasentrifuger, supersentrifuger og lavhastighetssentrifuger. En ultrasentrifuge er en enhet for eksepsjonelt høy hastighet. Disse nedkjølte sentrifugene har et evakuert kammer som muliggjør en rotasjonshastighet på opptil 150 000 o/min. G-kraften er på mellom 300 000 og 1 000 000 × g. Det er nødvendig med spesielle beholdere som er plassert inne i rotoren eller festet til en spesiell rotor. Når det er behov for g-krafter på 40 000 til 60 000 × g, brukes gulvstående sentrifuger med superhastighet. Gulvstående sentrifuger med lav hastighet brukes vanligvis til applikasjoner som cellekultur eller blod med mindre enn 10 000 rcf som maksimal g-kraft.
Benkesentrifuger
Benksentrifuger er tilgjengelige i forskjellige størrelser:
- Mikrosentrifuger
- Flerbrukssentrifuger







