Centrifugă de laborator - Laboratory centrifuge
 O centrifugă de laborator de masă Hettich
| |
| Utilizări | Separare |
|---|---|
| Elemente conexe |
Centrifugă cu gaz Ultracentrifugă |
O centrifugă de laborator este o piesă de echipament de laborator , acționată de un motor, care învârte probe lichide la viteză mare. Există diferite tipuri de centrifuge, în funcție de dimensiune și capacitatea probei.
Ca toate celelalte centrifuge , centrifugele de laborator funcționează conform principiului sedimentării , unde accelerația centripetă este utilizată pentru a separa substanțele cu densitate mai mare și mai mică.
Tipuri
Există diferite tipuri de centrifugare:
- Centrifugarea diferențială , adesea utilizată pentru a separa anumite organite de celule întregi pentru o analiză ulterioară a unor părți specifice ale celulelor
- Centrifugare izopicnică , adesea utilizată pentru izolarea acizilor nucleici precum ADN-ul
- Centrifugarea în gradient de zaharoză , adesea utilizată pentru purificarea virusurilor și ribozomilor înveliți și, de asemenea, pentru separarea organelor celulare de extractele celulare brute
Există diferite tipuri de centrifuge de laborator:
- Microcentrifuge
(dispozitive pentru tuburi mici de la 0,2 ml la 2,0 ml (microtuburi), până la 96 de plăci de sondă, design compact, amprentă mică; până la 30.000 g)
- Centrifuge clinice
(dispozitive cu viteză moderată utilizate pentru aplicații clinice, cum ar fi tuburile de colectare a sângelui)
- Centrifuge multifuncționale de mare viteză
(dispozitive pentru o gamă largă de dimensiuni ale tuburilor, variabilitate ridicată, amprentă mare)
(modele analitice și pregătitoare)
Datorită căldurii generate de fricțiunea aerului (chiar și în ultracentrifuge, unde rotorul funcționează într-un vid bun) și de necesitatea frecventă de a menține probele la o anumită temperatură, multe tipuri de centrifuge de laborator sunt refrigerate și reglate la temperatură.
Tuburi de centrifugare
Tuburile pentru centrifugă sunt tuburi din sticlă sau plastic fabricate cu precizie, cu rezistență ridicată, pentru a se potrivi exact în cavitățile rotorului. Pot varia în capacitate de la 50 ml până la capacități mult mai mici utilizate în microcentrifugele utilizate pe scară largă în laboratoarele de biologie moleculară. Microcentrifugele găzduiesc în mod obișnuit tuburi de plastic de unică folosință, cu capacități cuprinse între 250 μL și 2,0 mL .
Tuburile de centrifugă din sticlă pot fi utilizate cu majoritatea solvenților, dar tind să fie mai scumpe. Acestea pot fi curățate ca alte sticlărie de laborator și pot fi sterilizate prin autoclavare . Zgârieturile mici cauzate de o manipulare neglijentă pot provoca eșecuri sub forțele puternice impuse în timpul alergării. Tuburile de sticlă sunt introduse în manșoanele de cauciuc moale pentru a le amortiza în timpul rulărilor. Tuburile din plastic pentru centrifugă, în special, tind să fie mai puțin costisitoare și, cu grijă, pot fi la fel de durabile ca sticla. Apa este preferată atunci când se utilizează tuburi de centrifugă din plastic. Sunt mai greu de curățat bine și sunt de obicei suficient de ieftine pentru a fi considerate de unică folosință.
„Tuburile de microlitru” de plastic de unică folosință, de la 0,5 ml la 2 ml, sunt utilizate în mod obișnuit în microcentrifuge. Acestea sunt turnate dintr-un plastic transparent flexibil asemănător cu polietilena , au o formă semi-conică, cu capace de etanșare integrate, articulate.
Probele mai mari sunt filate folosind sticle de centrifugă, care au o capacitate cuprinsă între 250 și 1000 de mililitri. Deși unele sunt fabricate din sticlă grea, sticlele pentru centrifugă sunt de obicei fabricate din materiale plastice rezistente la rupere, cum ar fi polipropilena sau policarbonatul. Închiderile de etanșare pot fi utilizate pentru asigurarea suplimentară împotriva etanșării.
Siguranță
Sarcina dintr-o centrifugă de laborator trebuie echilibrată cu atenție. Acest lucru se realizează prin utilizarea unei combinații de eșantioane și tuburi de echilibrare care au toate aceeași greutate sau prin utilizarea diferitelor modele de echilibrare fără tuburi de echilibrare. Este o problemă matematică interesantă pentru a rezolva modelul de echilibru dat de n sloturi și k tuburi cu aceeași greutate. Se știe că soluția există dacă și numai dacă atât k cât și nk pot fi exprimate ca o sumă a factorilor primi ai lui n. Diferențele mici de masă ale sarcinii pot duce la un dezechilibru de forță mare atunci când rotorul este la viteză mare. Acest dezechilibru de forță tensionează fusul și poate duce la deteriorarea centrifugii sau la vătămări corporale. Unele centrifuge au o funcție de detectare automată a dezechilibrului rotorului care întrerupe imediat rularea atunci când este detectat un dezechilibru.
Înainte de a porni o centrifugă, este obligatorie o verificare exactă a mecanismelor de blocare a rotorului și capacului. Un rotor rotativ poate provoca vătămări grave dacă este atins. Centrifugele moderne au în general caracteristici care împiedică contactul accidental cu un rotor în mișcare, deoarece capacul principal este blocat în timpul rulării.
Rotoarele centrifugei au o energie cinetică extraordinară în timpul rotației cu viteză mare. Defecțiunea rotorului, cauzată de stresul mecanic din forțele mari impuse de motor, poate apărea din cauza defectelor de fabricație, uzurii de rutină sau a utilizării și întreținerii necorespunzătoare. Un astfel de eșec poate fi un eșec catastrofal , în special în cazul centrifugelor mai mari și, în general, duce la distrugerea totală a centrifugii. În timp ce centrifugele au în general ecranare de siguranță pentru a conține aceste defecțiuni, o astfel de ecranare poate fi inadecvată, în special la modelele mai vechi, sau întreaga unitate de centrifugă poate fi propulsată din poziția sa, rezultând deteriorarea personalului și echipamentelor din apropiere. Defecțiunile necontenite ale rotorului au spulberat ferestrele de laborator și au distrus frigiderele și dulapurile. Pentru a reduce riscul defecțiunilor rotorului, producătorii de centrifuge specifică proceduri de funcționare și întreținere pentru a se asigura că rotoarele sunt inspectate în mod regulat și scoase din funcțiune sau declasate (funcționate numai la viteze mai mici) atunci când au trecut durata lor de viață așteptată.
Un alt pericol potențial este aerosolizarea probelor periculoase în timpul centrifugării. Pentru a preveni contaminarea laboratorului, sunt disponibile capacele rotorului cu garnituri speciale etanșe la aerosoli . Rotorul poate fi încărcat cu probele într-o capotă și capacul rotorului fixat pe rotor. Ulterior, sistemul etanș la aerosoli al rotorului și capacului este transferat la centrifugă. Rotorul poate fi apoi fixat în centrifugă fără a deschide capacul. După parcurs, întregul ansamblu rotor, inclusiv capacul, este îndepărtat de la centrifugă la capotă pentru pași suplimentari, menținând probele într-un sistem închis.
