Лабораторна медична центрифуга: види, особливості та рекомендації при виборі

Центрифуга – це лабораторний прилад, який використовується для сепарації двох речовин, що мають аналогічну густину або за наявності нерозчинних частинок у розчині.

Усі типи центрифуг функціонують на основі принципу седиментації, за якого прискорення ротора призводить до виникнення доцентрової сили, що діє на ротор і центрифужні пробірки. У результаті цієї дії щільніші речовини в пробірках витягуються назовні в круговому напрямку, а легші частинки рухаються до центру.

У деяких випадках окремі частинки осідають на дно центрифужних пробірок. Ці частинки отримали назву гранули, а прозорий розчин – супернатант.

5 запитань, на які варто відповісти при виборі центрифуги:

• Яка максимальна продуктивність вам потрібна?
• У якому форматі перебуватимуть ваші зразки (наприклад, пробірки або пакети з кров’ю)?
• Яка сила тяжіння і швидкість обертання потрібні для вашого завдання?
• Скільки місця в лабораторії? 
• Чи потрібне вам охолодження і контроль температури?

Для початку розповімо про види відповідно до розміру. Центрифуги випускаються у двох видах: настільні та підлогові.

Підлогові моделі забезпечують велику місткість зразків і високу швидкість. Надшвидкісні центрифуги можуть досягати максимальної сили g (відносної відцентрової сили, RCF) понад 70 000 x g, а ультрацентрифуги, які часто використовують для фракціонування ДНК або РНК, взагалі можуть досягати 1 000 000 x g. Для великих обсягів і низьких швидкостей пропонуються низькошвидкісні центрифуги, що досягають приблизно 7000 x g.

Настільні моделі займають менше місця, а моделі загального призначення ідеально підходять для широкого спектра завдань. Існує безліч настільних моделей, включаючи високошвидкісні, мікроцентрифужні, клінічні та моделі для промивання клітин. Клінічні настільні моделі та моделі для промивання клітин зазвичай працюють на більш низьких швидкостях і підходять для діагностичних застосувань, а також для вимивання сміття з еритроцитів.

Розуміння видів центрифуг виходить за рамки базової класифікації на настільні та підлогові моделі. Деякі типи можна віднести і до настільних, і до підлогових, але вони мають характеристики, що відрізняють їх.

Рефрижераторні центрифуги

Вакуумні центрифуги, звані також вакуумними концентраторами або відцентровими випаровувачами, являють собою унікальний тип центрифуг, в яких під час центрифугування всередині камери створюється вакуум. Замість того, щоб розділяти компоненти на основі щільності, як це роблять стандартні центрифуги, відцентрові випарники концентрують зразки шляхом випаровування розчинників. Як і в сублімаційній сушарці, вакуум у камері знижує температуру кипіння розчинників, що дає змогу розчинникам випаровуватися швидше і залишати концентровані зразки. Вакуумні центрифуги широко поширені в розробці фармацевтичних препаратів, геномних і протеомних дослідженнях, де їх використовують для очищення ДНК/РНК і білків.

Мікроцентрифуги, призначені для обробки невеликих об’ємів проб, забезпечують високошвидкісне центрифугування в малих об’ємах. Завдяки компактним розмірам вони підходять для лабораторій з обмеженим простором. Вони широко використовуються в лабораторіях молекулярної біології для підготовки зразків ДНК/РНК і білків. 

Як випливає з назви, ультрацентрифуги призначені для надшвидкого обертання. Моделі, здатні обертатися зі швидкістю від 60 000 до 150 000 обертів за хвилину, добре підходять для розділення дуже дрібних частинок, таких як віруси і рибосоми. У медицині, а точніше в гематологічних лабораторіях, така центрифуга для розділення крові є незамінною складовою.

Як правило, центрифуги є частиною процесу пробопідготовки в лабораторії для підготовки зразків до аналізу. Однак аналітичні ультрацентрифуги відіграють активну роль і в аналізі. Вони оснащені оптичними системами UV-Vis або флуоресцентною детекцією, які аналізують зразки в режимі реального часу під час центрифугування. Вони можуть надати детальну інформацію про характеристики молекул, наприклад, про швидкість седиментації.

Розуміння різновидів центрифуг, від базових настільних моделей до просунутих ультрацентрифуг і аналітичних ультрацентрифуг, необхідне для будь-якої лабораторної роботи. Незалежно від того, чи ви розділяєте тендітні біомолекули або аналізуєте складні макромолекулярні структури, грамотно підібрана центрифуга може значно підвищити продуктивність і точність вашої роботи. Пам’ятайте, що належна експлуатація та технічне обслуговування є запорукою довговічності та ефективності вашої центрифуги.