Las centrifugadoras de laboratorio son equipos de separación esenciales en los campos biológico, químico y médico, y logran una separación rápida de diferentes componentes de las muestras a través del campo de fuerza centrífuga generado por la rotación de alta velocidad. Este artículo explicará sistemáticamente la lógica técnica y el método de uso de la centrifugadora desde tres aspectos: principios básicos, especificaciones de operación y puntos de mantenimiento.

　　I. principios centrales de la separación centrífuga: el juego entre la fuerza centrífuga y el coeficiente de asentamiento

1. construcción del campo de fuerza centrífuga

Cuando el rotor de la centrifugadora de laboratorio gira a alta velocidad, las partículas en la muestra están sujetas a una fuerza centrífuga hacia afuera (fc = M Omega 2 r), cuyo tamaño es proporcional a la masa de las partículas (m), el cuadrado de velocidad angular (omega 2) y el radio de rotación (r). Por ejemplo, a una velocidad de 10.000 rpm, la fuerza centrífuga en un radio de 10 cm puede alcanzar más de 5.000 veces la gravedad de la tierra, lo que es suficiente para que los organelos de nivel de micron se sedimenten rápidamente.

2. diferenciación de la velocidad de asentamiento

De acuerdo con la Ley de stokes, la velocidad de asentamiento de partículas (v) es proporcional al cuadrado del tamaño de las partículas (d2) y la diferencia de densidad (rhp - rhom), y es inversamente proporcional a la viscosidad media (η). El laboratorio logra la separación de diferentes componentes ajustando la velocidad de rotación (controlando omega) y el tipo de rotor (cambiando r):

① centrifugación diferencial: separación de fragmentos celulares a baja velocidad (por ejemplo, 3000rpm, 10min), precipitación de organelos celulares a alta velocidad (por ejemplo, 15000rpm, 20min);

② centrifugación del gradiente de densidad: extender el gradiente de sacarosa o yodoxamol en la muestra y utilizar la diferencia de densidad para lograr una separación precisa de partículas virales de fragmentos celulares.

3. adaptabilidad del diseño del rotor

① rotor angular: la dirección de la fuerza centrífuga es vertical al eje del rotor y es adecuado para muestras de alta densidad (como la precipitación bacteriana);

② rotor horizontal: la fuerza centrífuga es paralela al eje del rotor, lo que reduce la resuspensión de la muestra y se utiliza comúnmente en la separación de baja densidad, como la extracción de adn;

③ rotor de zona: a través del diseño de la cavidad circular, se realiza la separación de flujo continuo de muestras de gran capacidad, lo que mejora la eficiencia en más de tres veces.

　　II. procesos operativos estandarizados: la doble garantía de Seguridad y eficiencia

1. pretratamiento de muestras

① equilibrio: colocar el tubo centrífuga simétricamente, con un error ≤ 0,1g, para evitar que la vibración del rotor dañe el rodamiento;

② control de capacidad: la cantidad de llenado no excederá de 2 / 3 del volumen del tubo centrífuga para evitar que el líquido se desborde y corroa el rotor durante la rotación de alta velocidad.

2. configuración de parámetros

① selección de la velocidad de rotación: de acuerdo con las instrucciones de referencia del tipo de muestra (por ejemplo, 3000rpm se utiliza comúnmente en la separación de sangre, 20000rpm se necesita para romper las células);

② curva de velocidad de elevación: establezca una aceleración / desaceleración lenta (por ejemplo, 5 min a la velocidad objetivo) para evitar daños en la estratificación de la muestra.

3. monitoreo de Operaciones

① observar el ruido: las vibraciones anormales o los sonidos agudos deben detenerse inmediatamente para su inspección;

② control de temperatura: el establecimiento de una centrifugadora congelada a 4 ℃ puede inhibir la actividad enzimática y evitar la degradación del adn.

Conclusión: la separación precisa de las centrifugadoras de laboratorio depende de la colaboración tridimensional de "comprensión de principios - Optimización de parámetros - Operación estandarizada". Los investigadores deben seleccionar el rotor adecuado y las condiciones centrífugas de acuerdo con las características de la muestra, y al mismo tiempo establecer un archivo de mantenimiento del equipo (como la duración de la operación y el registro de mantenimiento) para lograr una doble mejora en la eficiencia de la separación y la vida útil del equipo. En el contexto de los requisitos de bioseguridad cada vez más estrictos, el diseño cerrado de las centrifugadoras y la certificación a prueba de explosiones (como la certificación ul) también se han convertido en consideraciones importantes a la hora de comprar.