Центрифуги и микроцентрифуги играют важную роль в различных лабораторных средах. Они используются для разделения частиц и компонентов в образце по их массе, размеру и плотности. Это разделение достигается за счет воздействия на образец высокоскоростного вращения, создающего центробежную силу, благодаря которой компоненты разделяются в зависимости от их скорости оседания: более тяжелые частицы оседают быстрее, чем более легкие.
Центрифуги — это крупные устройства, предназначенные для работы с большими объемами образцов и могут быть представлены как настольные модели в зависимости от потребностей лаборатории. Они обычно обладают большей вместимостью, чем микроцентрифуги, и могут обрабатывать более объемные образцы. Кроме того, центрифуги имеют более высокую скорость вращения, что позволяет создавать более высокую центробежную силу. В клинических лабораториях центрифуги используются для разделения компонентов крови, таких как эритроциты, лейкоциты и плазма, а также в исследовательских лабораториях для разделения белков, нуклеиновых кислот и других клеточных компонентов.
Микроцентрифуги — это более компактные настольные модели, которые широко применяются в лабораториях молекулярной биологии, биохимии и микробиологии для разделения клеточных компонентов, таких как ДНК, РНК и белки. Разработанные для работы с объемами от 0,2 до 2 мл, микроцентрифуги имеют меньший размер, что делает их идеальными для лабораторий с ограниченным пространством. Они требуют меньше энергии, и для их работы достаточно стандартной электрической розетки. Несмотря на меньшую скорость по сравнению с большими центрифугами, микроцентрифуги создают достаточно центробежной силы для эффективного разделения мелких частиц и компонентов.
Эти специализированные центрифуги в основном работают с образцами, содержащимися в небольших капиллярных пробирках, разделяя их на отдельные фазы. Микроцентрифуги универсальны и могут работать с жидкими и твердыми образцами, а также с жидкостями разной плотности. Благодаря своему небольшому размеру микроцентрифуги особенно востребованы в клинических лабораториях. Они работают на высоких скоростях и оснащены сменными роторами. Пробирки, используемые в микроцентрифугах, могут быть объемом от 0,2 мл до 5 мл. Распространенными типами являются высокоскоростные микроцентрифуги и охлаждаемые высокоскоростные микроцентрифуги. Первые широко применяются в таких областях, как гематология, биология, сельское хозяйство, биотехнология, микробиология, биохимия, микрохимия, гепатология, иммунология, клиническая химия, эндокринология, фармакология и токсикология.
Центрифуги используются для разделения гетерогенных смесей на их различные компоненты, такие как жидкости в жидкостях, твердые вещества в жидкостях и жидкости в газах, в зависимости от различий в плотности компонентов. Одним из самых распространённых применений является разделение эритроцитов и других компонентов крови из цельной крови.
Центрифуга работает на основе принципа седиментации. Седиментация означает тенденцию частиц в суспензии оседать из среды, где они находятся, и оседать на барьере. Центрифуга использует центробежное ускорение для разделения частиц из раствора. Если раствор имеет более высокую плотность, чем растворитель, частицы опускаются на дно пробирки. Если плотность раствора ниже, чем у растворителя, частицы всплывают на поверхность. Чем больше разница в плотности между раствором и растворителем, тем быстрее частицы перемещаются. Если плотности одинаковы, частицы остаются в растворе на месте.
Когда частицы нужно отделить от раствора с малой или отсутствующей разницей в плотности, центрифуга создает центробежную силу для их разделения вместо того, чтобы полагаться на действие силы тяжести.
Центрифуга использует мотор для вращения жидких образцов на высокой скорости. Скорость вращения ротора центрифуги часто выражается как относительная центробежная сила (RCF) в единицах ускорения свободного падения (x g). Однако во многих устройствах отображается скорость в об/мин (обороты в минуту). Центробежная сила перемещает плотные компоненты к внешней стороне контейнера, позволяя твердым частицам осесть быстро и полностью.
Существует несколько типов центрифуг, которые различаются по размеру, вместимости образцов и типу ротора. Тип ротора играет ключевую роль при выборе центрифуги для вашей лаборатории, так как ротор определяет, какие типы приложений можно выполнять.
Кроме того, центрифуги используют стеклянные или пластиковые пробирки, которые подходят для полостей ротора. Размер и тип пробирок влияют на образцы, которые можно использовать в приборе. Например, стеклянные пробирки могут использоваться с большинством растворителей, но часто более дорогие. Пластиковые пробирки могут быть такими же прочными при аккуратном использовании, однако вода является предпочтительным растворителем. Если вам нужно работать с большими объемами образцов, лучше использовать центрифужные бутылки, а не пробирки.
Микроцентрифуга функционирует аналогично традиционной центрифуге, с основным отличием в их размере. Обе используются для разделения смесей, состоящих из твердых и жидких элементов разной плотности, воздействуя на них вращающей силой с необходимой интенсивностью, в зависимости от конкретного обрабатываемого образца. При использовании микроцентрифуги важно обеспечить, чтобы грузы с одинаковой массой или весом были расположены напротив друг друга в роторе и имели одинаковый центр тяжести.
Центрифуги и микроцентрифуги различаются в основном размером и вместимостью. Микроцентрифуги меньше и могут обрабатывать меньшие объемы образцов по сравнению с центрифугами.