Centrífuga Força Centrípeta Explicada

Dois laboratórios podem executar a mesma amostra na mesma rotação da centrífuga, mas obter resultados de separação diferentes. O motivo geralmente não é o temporizador ou o tubo, mas a força centrípeta da centrífuga , o raio do rotor e o RCF. Para usuários de laboratório, esse conceito é mais do que física. Afeta a clareza com que o sangue se separa, o quão bem as células se aglomeram, a estabilidade das proteínas e se um protocolo pode ser repetido em outro. centrífuga . A Glanlab ajuda os clientes a compreender esses parâmetros-chave para que possam selecionar centrífugas com RPM, RCF, capacidade do rotor e controle de temperatura adequados para o trabalho diário de laboratório.

 

O que significa força centrípeta em uma centrífuga

A força que mantém as amostras se movendo em círculo

A força centrípeta é a força que mantém um objeto se movendo em uma trajetória circular. Em uma centrífuga, o rotor gira em alta velocidade e os tubos de amostra se movem em movimento circular com o rotor. Este movimento circular cria a condição de separação dentro do tubo.

Para os usuários do laboratório, o resultado mais importante é que as partículas mais densas se movem em direção ao lado externo do tubo. Com o tempo, isso pode formar um pellet, um sobrenadante mais claro ou camadas líquidas separadas, dependendo do tipo de amostra.

Por que as pessoas costumam falar sobre força centrífuga

Em linguagem prática de laboratório, muitos usuários descrevem a amostra como sendo empurrada para fora pela força centrífuga. Estritamente falando, a força centrípeta mantém a amostra se movendo em círculo, enquanto a força centrífuga é o efeito externo aparente sentido no sistema rotativo.

Para o uso diário da centrífuga, os usuários geralmente se concentram no que acontece com a amostra: os componentes mais pesados ​​se movem para fora, os componentes mais leves ficam mais próximos do centro e a separação se torna mais rápida do que a sedimentação natural.

Como esta força leva à separação

Quando uma centrífuga gira, partículas com densidades diferentes se comportam de maneira diferente. Partículas mais pesadas movem-se para fora com mais força e podem acumular-se no fundo ou na lateral do tubo. O líquido mais leve permanece acima ou mais próximo do centro.

É por isso que as centrífugas são usadas para separação de sangue, peletização de células, coleta de bactérias, preparação de DNA/RNA, trabalho com proteínas, processamento de PRP e muitas outras aplicações laboratoriais.

 

Força Centrípeta, Força Centrífuga e RCF

Força Centrípeta na Física Simples

A força centrípeta aponta em direção ao centro de rotação. Sem ele, a amostra não continuaria se movendo em trajetória circular com o rotor. Esta é a base física por trás do movimento giratório.

Força Centrífuga na Descrição do Laboratório

Força centrífuga é o termo que muitos usuários de laboratório usam ao descrever a separação. Descreve o efeito externo que parece afastar as partículas densas do centro de rotação.

Esta descrição prática é útil porque corresponde ao que os usuários observam após a centrifugação: pellets, camadas, soro, plasma ou líquido clarificado.

RCF como valor prático de laboratório

RCF significa força centrífuga relativa. Geralmente é expresso como × g e informa aos usuários quanta força a amostra experimenta em comparação com a gravidade.

O RCF é mais útil que o RPM ao comparar diferentes centrífugas porque inclui o raio do rotor. Duas máquinas operando na mesma RPM podem produzir valores diferentes de RCF se seus rotores tiverem tamanhos diferentes.

Por que o RPM sozinho pode ser enganoso

O raio do rotor altera o resultado

O RPM informa apenas quantas vezes o rotor gira por minuto. Não informa a força real na amostra.

Um raio de rotor maior produz maior RCF na mesma RPM. Isto significa que uma centrífuga que funciona a 5.000 RPM pode separar amostras de forma diferente de outra centrífuga que também funciona a 5.000 RPM.

A posição do tubo também é importante

A posição da amostra dentro do rotor pode afetar a força. O raio externo, o raio médio e o ângulo do tubo podem influenciar a condição real de separação.

Isto é especialmente importante quando os usuários movem um protocolo de um modelo de centrífuga para outro. Se copiarem apenas o RPM, o resultado pode não ser o mesmo.

Os protocolos devem usar RCF quando possível

Muitos protocolos laboratoriais utilizam RCF porque proporciona um padrão mais repetível. Se um protocolo indicar 2.000 × g, os usuários poderão calcular ou definir o RPM adequado com base no raio do rotor.

Para os compradores, isso significa que uma centrífuga que exibe claramente ou suporta configurações de RCF pode tornar a operação diária mais fácil e precisa.

 

Como calcular RCF a partir de RPM

A fórmula RCF básica

A fórmula comum é:

RCF = 1,118 × 10⁻⁵ × r × RPM⊃2;

Aqui, r significa raio do rotor em centímetros e RPM significa rotações por minuto.

O que cada valor significa

O raio do rotor é a distância do centro de rotação até a posição da amostra. RPM é a velocidade de rotação. Como o RPM é elevado ao quadrado na fórmula, um pequeno aumento no RPM pode criar um aumento muito maior na força.

Por que duplicar o RPM é importante

Se o RPM duplicar, o RCF não duplica simplesmente. Aumenta muito mais porque o RPM é elevado ao quadrado. É por isso que as centrífugas de alta velocidade podem criar uma forte força de separação, mesmo quando o tamanho da máquina parece compacto.

Para amostras delicadas, os usuários não devem simplesmente aumentar o RPM sem verificar o protocolo. Força excessiva pode danificar células, perturbar camadas ou afetar a qualidade da amostra.

 

Exemplo de tabela RCF para raios comuns do rotor

Esta tabela mostra por que a comparação da centrífuga RPM pode ser confusa. O mesmo RPM pode criar diferentes valores de RCF dependendo do raio do rotor.

 

Como a força centrípeta afeta a seleção da centrífuga

Combine RCF com tipo de amostra

Amostras diferentes precisam de forças de separação diferentes. A separação do sangue, a granulação celular, a coleta de bactérias, a extração de DNA/RNA, a precipitação de proteínas e a preparação de PRP podem exigir diferentes faixas de RCF.

Uma centrífuga deve ser selecionada de acordo com a amostra e o protocolo, não apenas pela velocidade mais alta listada na página do produto.

Verifique se a centrífuga exibe RCF

Para laboratórios que seguem protocolos rígidos, o suporte à exibição ou conversão de RCF é útil. Ajuda os usuários a reduzir erros de cálculo e melhora a repetibilidade entre diferentes operadores.

Isto é especialmente útil em laboratórios clínicos, de pesquisa e de biotecnologia, onde resultados estáveis ​​são importantes.

Escolha o rotor certo

O tipo de rotor afeta a capacidade e o resultado da separação. Rotores de ângulo fixo são frequentemente usados ​​para granulação. Os rotores oscilantes são úteis quando são necessárias camadas horizontais limpas, como na separação de soro ou plasma. Rotores de placas, rotores PCR, rotores de garrafas e rotores de tubos de sangue atendem a diferentes fluxos de trabalho.

A Glanlab oferece diversas categorias de centrífugas e opções de rotores para suportar diferentes tamanhos de tubos e aplicações.

Considere a refrigeração com força superior

Funcionamentos em velocidades mais altas podem gerar calor. Para amostras sensíveis à temperatura, isto pode afetar a estabilidade da amostra. Proteínas, células, enzimas e alguns materiais biológicos podem precisar de uma centrífuga refrigerada.

Se os usuários precisarem de alto RCF e controle de temperatura, eles deverão confirmar os requisitos de refrigeração antes de selecionar um modelo.

 

Opções de centrífuga Glanlab para necessidades de RPM e RCF

Modelos de alta velocidade para maior RCF

Centrífugas de alta velocidade são adequadas para aplicações que exigem força de separação mais forte, como trabalho com microtubos, biologia molecular, preparação de DNA/RNA, pesquisa de proteínas e processamento avançado de amostras.

Centrífugas de sangue e de baixa velocidade para trabalho de rotina

Centrífugas de baixa velocidade e centrífugas de sangue são comumente usadas para soro, plasma, PRP, hematócrito e aplicações clínicas de rotina. Esses modelos concentram-se na separação estável, compatibilidade de tubos e usabilidade diária.

Centrífugas refrigeradas para amostras sensíveis

Centrífugas refrigeradas ajudam a proteger as amostras durante a centrifugação. Eles são úteis para materiais biológicos sensíveis à temperatura, incluindo células, proteínas, enzimas e amostras de pesquisa.

Compatibilidade de rotor e tubo

Antes de solicitar uma recomendação de modelo, os clientes devem fornecer o tamanho do tubo, tipo de amostra, RPM ou RCF alvo, capacidade necessária e necessidades de temperatura. Isso ajuda a Glanlab a recomendar uma centrífuga que se adapte ao fluxo de trabalho real do laboratório.

 

Conclusão

A força centrípeta da centrífuga afeta diretamente a qualidade da separação, a repetibilidade do protocolo e a seleção do equipamento. O RPM é útil, mas o RCF, o raio do rotor, a posição do tubo, o tipo de rotor e as necessidades de refrigeração são frequentemente mais importantes para resultados laboratoriais reais. A Glanlab  fornece centrífugas de alta velocidade, centrífugas de baixa velocidade, centrífugas refrigeradas, centrífugas de bancada, centrífugas de sangue, microcentrífugas e outros modelos para diferentes requisitos de RPM e RCF. Se você estiver comparando centrífugas ou precisar de ajuda para combinar a força centrífuga relativa  ao seu tipo de amostra, entre em contato conosco para encontrar uma solução de centrífuga Glanlab adequada.

 

Perguntas frequentes

O que é força centrípeta centrífuga?

A força centrípeta da centrífuga é a força que mantém a amostra se movendo em um caminho circular durante a centrifugação. Está intimamente relacionado ao efeito de separação que os usuários observam no tubo.

O RCF é mais importante do que o RPM?

O RCF costuma ser mais útil porque reflete a força real aplicada à amostra. RPM mostra apenas a velocidade de rotação e não inclui o raio do rotor.

Por que duas centrífugas com a mesma rotação fornecem resultados diferentes?

Eles podem ter raios de rotor ou designs de rotor diferentes. Um raio de rotor maior pode criar RCF mais alto na mesma RPM, levando a diferentes desempenhos de separação.

O que devo fornecer ao solicitar à Glanlab uma recomendação de centrífuga?

Você deve fornecer o tipo de amostra, o tamanho do tubo, as RPM ou RCF necessárias, a capacidade por corrida, a preferência do rotor e se a refrigeração é necessária.