2.3. Центрифугирование
Центрифугирование позволяет произвести разделение жидкого и твердого вещества, либо различных частиц по их поведению в центробежном поле. Разделение обусловлено тем, что частицы, имеющие разную плотность, форму или размеры, осаждаются с разной скоростью.
В клинических лабораториях центрифугирование применяется очень широко для подготовки биоматериалов к исследованию, а также на различных этапах аналитической процедуры.
Условия воздействия на разделяемые компоненты часто выражают как скорость вращения центрифуги (об/мин). Однако более правильным является учет силы, воздействующей на биоматериал, находящийся в центрифуге (так называемой относительной силы центрифугирования). Ее выражают в величине ускорения силы тяжести (g) и рассчитывают по формуле:
g = 1,118 х10-5 х r х n2,
где 1,118 х10-5 – коэффициент для расчета,
r – расстояние от центра ротора до дна сосуда, установленного в центрифугу;
n – скорость вращения ротора (об/мин)
Для упрощения работы можно пользоваться специальными номограммами (рисунок 2.1).
Рис. 2.1 – Номограмма для расчета центробежного ускорения
Для определения g соединяют прямой линией значения радиуса и скорости вращения ротора на крайних шкалах (А и С). Точка пересечения этой прямой со средней шкалой дает искомую величину центробежного ускорения.
В клинико-диагностических лабораториях наиболее широко используются центрифуги с угловым ротором с максимальной скоростью вращения до 10000 об/мин (типа ОПн-8) и центрифуги с так называемым «лепестковым» ротором со скоростью вращения до 3000 об/мин. В центрифугах с «лепестковыми» роторами (горизонтального типа) расстояние r обычно больше, чем в центрифугах с угловым ротором, так как пробирки в такой центрифуге при центрифугировании принимают горизонтальное положение.
Время центрифугирования для полного отделения частиц от жидкой фазы и необходимая величина g зависит от высоты столбика жидкости в пробирке, размера отделяемых частиц и ряда других условий.
Для безопасного и качественного центрифугирования необходимо соблюдение ряда условий. Наполненные жидкостью центрифужные пробирки должны быть попарно уравновешены. Уравновешивание их производится на специальных весах. Уравновешенные пробирки располагают в противоположно расположенных гнездах центрифуги. Затем центрифугу закрывают предохранительной крышкой и включают. После выключения необходимо дать центрифуге остановиться самой, и только после этого вынуть пробирки. Центрифуга должна располагаться на ровной поверхности. При появлении сильной вибрации при включении центрифуги ее необходимо тут же отключить от сети.
При работе с термолабильными ингредиентами может потребоваться центрифугирование при низкой температуре. Для этого применяют центрифуги с охлаждением (так называемые «рефрижераторные»). Системой охлаждения обычно снабжают и центрифуги с высокой скоростью вращения (25000 об/мин и более) для предотвращения нагревания, возникающего вследствие трения при вращении ротора.
Центрифуги специального назначения имеют различные конструктивные варианты исполнения под те или иные специальные задачи или виды исследований. К таким центрифугам относятся центрифуги с нагревательной рубашкой, микроцентрифуги, центрифуги со специальными роторами для стрипов и другие.