centrifugazione

centrifugazione

La centrifugazione è la separazione delle miscele meccaniche in parti costituenti mediante l'azione della forza centrifuga. Gli strumenti usati per questo scopo sono chiamati centrifughe. La parte principale della centrifuga è un rotore con prese montate per tubi di centrifuga. Il rotore ruota ad alta velocità, determinando significative forze centrifughe, che causano la separazione di miscele meccaniche, ad esempio la precipitazione di particelle sospese in un liquido.

centrifughe
Centrifughe: 1 - manuale: 2 - con azionamento elettrico.

Nei laboratori di igiene clinica e sanitaria, la centrifugazione viene utilizzata per separare i globuli rossi dal plasma sanguigno, i coaguli di sangue dal siero di latte , le particelle dense dalla parte liquida delle urine, ecc. A tale scopo, centrifughe manuali (Fig. 1) o centrifughe elettriche , la cui velocità di rotazione può essere regolata (Fig. 2).

Ultracentrifughe con una velocità di rotazione superiore a 40.000 rpm vengono solitamente utilizzate nella pratica sperimentale per separare gli organelli cellulari, separare le particelle colloidali, le macromolecole dei polimeri e così via.

La centrifugazione è la separazione di sistemi grossolanamente dispersi composti da componenti liquidi e solidi con densità diverse, utilizzando speciali apparati chiamati centrifughe. Il principio della centrifuga si basa sulla creazione di una grande forza centrifuga, sotto la cui influenza la velocità di separazione dei componenti della miscela collocata in una centrifuga aumenta molte volte rispetto alla velocità della loro separazione sotto l'azione della gravità.

Il metodo di centrifugazione è ampiamente utilizzato in biologia, medicina e tecnologia, spesso sostituendo i processi di filtrazione, sedimentazione e push-up.

La centrifuga ha un alloggiamento, un meccanismo di azionamento, un rotore, una telecamera funzionante (di chiusura) e un pannello di controllo. Alcune centrifughe sono dotate di orologi elettrici, che forniscono spegnimento automatico e frenata nell'intervallo da 5 a 60 minuti. Centrifughe speciali hanno installazioni di refrigerazione e vuoto con dispositivi di tracciamento e controllo automatico. La parte principale di ogni centrifuga è il rotore (nelle centrifughe di laboratorio si trova solitamente su un albero del motore montato verticalmente o ruotato da vari ingranaggi dall'albero motore, a volte anche manualmente). Il rotore della centrifuga è un disco (a croce) con nidi articolati per manicotti metallici, in cui sono posizionati i tubi, assumendo una posizione orizzontale durante la rotazione.

Talvolta il rotore è realizzato sotto forma di un cono troncato in metallo solido con celle provette (rotore angolare); i tubi al suo interno si trovano ad un angolo costante rispetto all'asse di rotazione (di solito a 40 °). Quando i tubi sono inclinati, i componenti della miscela vengono stratificati più rapidamente. La separazione della miscela viene effettuata in provette della forma e del volume più diverse (Figura 1). Quando si lavora ad alta velocità, vengono utilizzati tubi in polietilene, mentre i tubi di vetro scoppiano. I tubi con il materiale da trattare devono essere bilanciati l'uno con l'altro. Ciò fornisce un carico uniforme sull'albero del rotore e assicura una rotazione uniforme dell'albero della centrifuga. Per bilanciare i tubi usare scale speciali (Figura 2).


Fig. 1. Tubi di centrifugazione.

Fig. 2. Bilance centrifughe.

Le centrifughe utilizzate nell'industria differiscono dal laboratorio per un dispositivo a rotore più complesso, che consente di centrifugare una grande quantità di materiale contemporaneamente o di condurre processi di separazione in modo continuo.

Centrifughe con una piccola velocità rotazionale del rotore sono utilizzate in medicina per la separazione di sedimenti urinari, siero da coaguli, precipitazione di eritrociti, in studi sierologici, ecc.

La microcentrifuga (Figura 4) viene attivata manualmente; è dotato di due ugelli sostituibili, uno dei quali ha nidi per microtubi e viene utilizzato per determinare la compatibilità del sangue; un altro - con un nido per l'inserimento di una micropipetta graduata (ematocrito) - è destinato a determinare la percentuale di cellule del sangue.


Fig. 3. Centrifuga manuale.


Fig. 4. Microcentrifuga.

La centrifuga manuale (Figura 3) ha quattro manicotti in metallo o plastica per tubi da 15 ml.

La centrifuga clinica da laboratorio CLC-1 (Figure 5, 7) ha tre velocità di rotazione (1000, 1500, 3000 rpm). Il rotore trasversale è adatto per 12 provette per centrifuga convenzionali. Il più grande volume del liquido centrifugato è 150 ml.

Centrifughe con elevata velocità del rotore nella maggior parte dei casi sono dotate di rotori sostituibili, progettati per diversi volumi di liquidi e sono utilizzati per la separazione di sospensioni fini.

La centrifuga da tavolo da laboratorio CLN-2 (Figura 5, 2) ha un rotore angolare per sei tubi corti con una capacità totale di 72 ml. La velocità massima di rotazione è 9000 giri / min.


Fig. 5. Varie centrifughe da laboratorio: 1 - clinico; 2 - tavolo; 3 - angolare di piccole dimensioni; 4 - fermo; 5 - refrigerato.

La centrifuga angolare di piccole dimensioni TsUM-1 (Fig.5, 3) ha tre rotori angolari intercambiabili con un numero diverso di tubi e un ematocrito: un rotore per 6 tubi con una capacità totale di 150 ml, un rotore per 10 tubi con una capacità totale di 120 ml, un rotore per 24 tubi con una capacità totale di 120 ml, un ematocrito per due capillari. La velocità di rotazione massima è di 10.000 giri / min.

La centrifuga è dotata di un meccanismo dell'orologio.

La centrifuga stazionaria da laboratorio CLC-2 (Figure 5, 4) ha due rotori sostituibili. Il rotore-croce è dotato di quattro manicotti in acciaio con una capacità di 500 ml e quattro tubi di vetro per loro con una capacità di 250 ml. Il rotore angolare è dotato di 8 provette in polietilene e acciaio con una capacità di 50-75 ml. Rotazione massima dei rotori a 6000 giri / min. La centrifuga è dotata di un meccanismo dell'orologio.

Tra le centrifughe speciali c'è la centrifuga da laboratorio CRL-1 (Figura 5.5), destinata alla centrifugazione a basse temperature (-5 ° e più) di varie sostanze che cambiano anche a temperatura ambiente-la maggior parte delle sospensioni proteiniche. La centrifuga ha tre rotori sostituibili, che forniscono diversi regimi di centrifugazione. I due rotori sono identici alle caratteristiche tecniche dei rotori della centrifuga tipo CLC-2, il terzo rotore, montato sull'asse aggiuntivo, sviluppa 18.000-18 500 giri al minuto. Il volume massimo del farmaco in studio è di 48 ml. La centrifuga è dotata di un meccanismo dell'orologio. Il raffreddamento della camera di lavoro viene effettuato mediante la macchina frigorifera.

Vedi anche Ultracentrifugazione.