Les centrifugeuses de laboratoire sont des équipements de séparation essentiels dans les domaines de la biologie, de la chimie, de la médecine, etc., qui permettent une séparation rapide des différents composants d'un échantillon grâce à un champ de force centrifuge généré par une rotation à grande vitesse. Cet article présentera la logique technique et la méthode d'utilisation de la centrifugeuse en termes de principes fondamentaux, de spécifications opérationnelles et de points de maintenance.

　　I. principe central de la séparation centrifuge: le jeu de la force centrifuge et du coefficient de sédimentation

1. Construction du champ de force centrifuge

Lorsque le rotor de la centrifugeuse de laboratoire tourne à grande vitesse, les particules de l'échantillon sont soumises à une force centrifuge dirigée vers l'extérieur (FC = mω²r) dont la taille est proportionnelle à la masse des particules (m), à la vitesse angulaire au carré (ω²r) et au rayon de rotation (R). Par exemple, à une vitesse de rotation de 10 000 tr / min, la force centrifuge à un rayon de 10 cm peut atteindre plus de 5 000 fois la gravité terrestre, ce qui est suffisant pour permettre aux organites de l'ordre du micron de se déposer rapidement.

2. Différenciation de la vitesse de sédimentation

Selon la loi de Stokes, la vitesse de sédimentation des particules (v) est proportionnelle au carré de la taille des particules (d²), à la différence de densité (ρp - ρm) et inversement proportionnelle à la viscosité du milieu (η). Le laboratoire réalise la séparation des différents composants en ajustant la vitesse de rotation (contrôle ω) et le type de rotor (changement r):

① centrifugation différentielle: séparation des fragments cellulaires à faible vitesse (par exemple, 3000rpm, 10min), précipitation des organites à grande vitesse (par exemple, 15000rpm, 20min);

② centrifugation à gradient de densité: étaler un gradient de saccharose ou d'iodoxalol dans l'échantillon, en utilisant la différence de densité pour obtenir une séparation précise des particules virales des fragments cellulaires.

3. Adaptation de la conception du rotor

① Rotor angulaire: la direction de la force centrifuge est perpendiculaire à l'axe du rotor et convient aux échantillons à haute densité (par exemple, précipitation bactérienne);

② Rotor horizontal: la force centrifuge est parallèle à l'axe du rotor, réduisant la remise en suspension de l'échantillon, couramment utilisée pour l'extraction d'ADN et d'autres séparations de faible densité;

③ zone avec Rotor: grâce à la conception de la cavité annulaire, la séparation en flux continu des échantillons de grande capacité est réalisée, l'efficacité est augmentée de plus de 3 fois.

　　Processus opérationnels normalisés: Double garantie de sécurité et d'efficacité

1. Prétraitement des échantillons

① balance de compensation: Placez le tube centrifuge symétriquement, erreur ≤ 0,1 g, empêcher les vibrations du rotor d'endommager le roulement;

② contrôle de la capacité: la quantité de remplissage ne dépasse pas 2 / 3 du volume du tube de centrifugation, pour éviter la corrosion du rotor par débordement de liquide lors de la rotation à grande vitesse.

2. Paramètres

① sélection de la vitesse de rotation: selon les instructions de référence du type d'échantillon (par exemple, 3000rpm couramment utilisé pour la séparation du sang, 20000rpm requis pour la fragmentation cellulaire);

② courbe de vitesse de levage et de descente: réglez l'accélération / décélération lente (par exemple, 5min à la vitesse de rotation cible) pour empêcher la destruction de la stratification de l'échantillon.

3. Surveillance opérationnelle

① observez le bruit: les vibrations anormales ou les bruits aigus doivent être vérifiés immédiatement;

② contrôle de la température: le réglage de la centrifugeuse congelée de 4 ℃ peut inhiber l'activité enzymatique et empêcher la dégradation de l'ADN.

Conclusion: la séparation précise des centrifugeuses de laboratoire repose sur une synergie tridimensionnelle « compréhension des principes – optimisation des paramètres – fonctionnement canonique ». Les chercheurs ont dû sélectionner le rotor adapté par rapport aux conditions de centrifugation en fonction des caractéristiques de l'échantillon, tout en établissant des profils de maintenance de l'équipement (tels que la durée de fonctionnement, les dossiers de réparation) pour obtenir une double amélioration de l'efficacité de séparation et de la durée de vie de l'équipement. Dans un contexte d'exigences de biosécurité de plus en plus strictes, la conception hermétique des centrifugeuses et la certification antidéflagrante, telle que la certification UL, sont également des considérations importantes lors de l'achat.