Forța centripetă a centrifugei explicată

Două laboratoare pot rula aceeași probă la același RPM centrifugă, dar obțin rezultate diferite de separare. Motivul nu este adesea cronometrul sau tubul, ci forța centripetă a centrifugei , raza rotorului și RCF. Pentru utilizatorii de laborator, acest concept este mai mult decât fizică. Ea afectează cât de clar se separă sângele, cât de bine se peletează celulele, cât de stabile rămân proteinele și dacă un protocol poate fi repetat pe altul. centrifuga . Glanlab ajută clienții să înțeleagă acești parametri cheie, astfel încât să poată selecta centrifuge cu RPM, RCF, capacitate rotor și controlul temperaturii adecvate pentru munca zilnică de laborator.

 

Ce înseamnă forța centripetă într-o centrifugă

Forța care menține probele în mișcare într-un cerc

Forța centripetă este forța care menține un obiect în mișcare pe o cale circulară. Într-o centrifugă, rotorul se rotește cu viteză mare, iar tuburile de probă se mișcă într-o mișcare circulară cu rotorul. Această mișcare circulară creează condiția de separare în interiorul tubului.

Pentru utilizatorii de laborator, cel mai important rezultat este că particulele mai dense se deplasează spre partea exterioară a tubului. În timp, aceasta poate forma o pelită, un supernatant mai limpede sau straturi lichide separate, în funcție de tipul de probă.

De ce oamenii vorbesc des despre forța centrifugă

În limbajul practic de laborator, mulți utilizatori descriu proba ca fiind împinsă în afară de forța centrifugă. Strict vorbind, forța centripetă menține proba în mișcare într-un cerc, în timp ce forța centrifugă este efectul aparent exterior resimțit în sistemul rotativ.

Pentru utilizarea zilnică a centrifugei, utilizatorii se concentrează de obicei pe ceea ce se întâmplă cu eșantionul: componentele mai grele se deplasează spre exterior, componentele mai ușoare rămân mai aproape de centru și separarea devine mai rapidă decât depunerea naturală.

Cum această forță duce la separare

Când o centrifugă se rotește, particulele cu densități diferite se comportă diferit. Particulele mai grele se deplasează mai puternic spre exterior și se pot aduna în partea inferioară sau laterală a tubului. Lichidul mai ușor rămâne deasupra sau mai aproape de centru.

Acesta este motivul pentru care centrifugele sunt folosite pentru separarea sângelui, peletizarea celulelor, colectarea bacteriilor, prepararea ADN/ARN, lucrul cu proteine, procesarea PRP și multe alte aplicații de laborator.

 

Forța centripetă, forța centrifugă și RCF

Forța centripetă în fizica simplă

Forța centripetă îndreaptă spre centrul de rotație. Fără el, proba nu s-ar continua să se miște pe o cale circulară cu rotorul. Aceasta este baza fizică din spatele mișcării de rotire.

Forța centrifugă în descrierea laboratorului

Forța centrifugă este termenul pe care mulți utilizatori de laborator îl folosesc atunci când descriu separarea. Descrie efectul exterior care pare să împingă particulele dense departe de centrul de rotație.

Această descriere practică este utilă deoarece se potrivește cu ceea ce utilizatorii observă după centrifugare: pelete, straturi, ser, plasmă sau lichid limpezit.

RCF ca valoare practică de laborator

RCF înseamnă forță centrifugă relativă. De obicei, este exprimat ca × g și le spune utilizatorilor câtă forță experimentează eșantionul în comparație cu gravitația.

RCF este mai util decât RPM atunci când se compară diferite centrifuge, deoarece include raza rotorului. Două mașini care funcționează la același RPM pot produce valori RCF diferite dacă rotoarele lor au dimensiuni diferite.

De ce numai RPM poate fi înșelător

Raza rotorului modifică rezultatul

RPM vă spune doar de câte ori se rotește rotorul pe minut. Nu vă spune forța reală asupra eșantionului.

O rază mai mare a rotorului produce RCF mai mare la același RPM. Aceasta înseamnă că o centrifugă care funcționează la 5.000 RPM poate separa probele diferit de o altă centrifugă care funcționează, de asemenea, la 5.000 RPM.

Poziția tubului contează și ea

Poziția probei în interiorul rotorului poate afecta forța. Raza exterioară, raza medie și unghiul tubului pot influența starea reală de separare.

Acest lucru este deosebit de important atunci când utilizatorii mută un protocol de la un model de centrifugă la altul. Dacă copiază doar RPM, rezultatul poate să nu fie același.

Protocoalele ar trebui să utilizeze RCF atunci când este posibil

Multe protocoale de laborator folosesc RCF deoarece oferă un standard mai repetabil. Dacă un protocol spune 2.000 × g, utilizatorii pot calcula sau seta RPM adecvat pe baza razei rotorului.

Pentru cumpărători, aceasta înseamnă că o centrifugă care afișează clar sau acceptă setările RCF poate face operarea zilnică mai ușoară și mai precisă.

 

Cum se calculează RCF din RPM

Formula de bază RCF

Formula comună este:

RCF = 1,118 × 10⁻⁵ × r × RPM⊃2;

Aici, r înseamnă raza rotorului în centimetri, iar RPM înseamnă rotații pe minut.

Ce înseamnă fiecare valoare

Raza rotorului este distanța de la centrul de rotație la poziția eșantionului. RPM este viteza de rotație. Deoarece RPM este pătrat în formulă, o creștere mică a RPM poate crea o creștere mult mai mare a forței.

De ce este importantă dublarea RPM

Dacă RPM se dublează, RCF nu se dublează pur și simplu. Crește mult mai mult pentru că RPM este pătrat. Acesta este motivul pentru care centrifugele de mare viteză pot crea o forță de separare puternică, chiar și atunci când dimensiunea mașinii pare compactă.

Pentru mostrele delicate, utilizatorii nu ar trebui să mărească pur și simplu RPM fără a verifica protocolul. Forța excesivă poate deteriora celulele, poate perturba straturile sau poate afecta calitatea probei.

 

Exemplu de tabel RCF pentru razele comune ale rotorului

Acest tabel arată de ce compararea centrifugelor RPM poate fi confuză. Același RPM poate crea diferite valori RCF în funcție de raza rotorului.

 

Cum influențează forța centripetă selecția centrifugei

Potriviți RCF cu tipul de eșantion

Probele diferite necesită forță de separare diferită. Separarea sângelui, peletizarea celulelor, colectarea bacteriilor, extracția ADN/ARN, precipitarea proteinelor și prepararea PRP pot necesita diferite intervale RCF.

O centrifugă trebuie selectată în funcție de eșantion și protocol, nu numai de cea mai mare viteză afișată pe pagina produsului.

Verificați dacă centrifuga afișează RCF

Pentru laboratoarele care urmează protocoale stricte, afișarea RCF sau suportul de conversie este util. Ajută utilizatorii să reducă erorile de calcul și îmbunătățește repetabilitatea între diferiți operatori.

Acest lucru este util în special în laboratoarele clinice, de cercetare și de biotehnologie, unde contează rezultatele stabile.

Alegeți rotorul potrivit

Tipul rotorului afectează atât capacitatea, cât și rezultatul separării. Rotoarele cu unghi fix sunt adesea folosite pentru peletare. Rotoarele pivotante sunt utile atunci când sunt necesare straturi orizontale curate, cum ar fi separarea cu ser sau plasmă. Rotoarele cu plăci, rotoarele PCR, rotoarele pentru sticle și rotoarele pentru tuburi de sânge servesc fluxuri de lucru diferite.

Glanlab oferă mai multe categorii de centrifuge și opțiuni de rotor pentru a suporta diferite dimensiuni și aplicații ale tuburilor.

Luați în considerare refrigerarea la forță superioară

Rularile cu viteză mai mare pot genera căldură. Pentru probele sensibile la temperatură, acest lucru poate afecta stabilitatea probei. Proteinele, celulele, enzimele și unele materiale biologice pot avea nevoie de o centrifugă refrigerată.

Dacă utilizatorii au nevoie atât de RCF ridicat, cât și de control al temperaturii, ar trebui să confirme cerințele de refrigerare înainte de a selecta un model.

 

Opțiuni de centrifugare Glanlab pentru nevoile RPM și RCF

Modele de mare viteză pentru RCF superior

Centrifugele de mare viteză sunt potrivite pentru aplicații care necesită o forță de separare mai puternică, cum ar fi lucrul cu microtuburi, biologia moleculară, pregătirea ADN/ARN, cercetarea proteinelor și procesarea avansată a probelor.

Centrifuge de viteză redusă și de sânge pentru munca de rutină

Centrifugele cu viteză mică și centrifugele pentru sânge sunt utilizate în mod obișnuit pentru ser, plasmă, PRP, hematocrit și aplicații clinice de rutină. Aceste modele se concentrează pe separarea stabilă, compatibilitatea tuburilor și utilizarea zilnică.

Centrifuge frigorifice pentru probe sensibile

Centrifugele frigorifice ajută la protejarea probelor în timpul centrifugării. Sunt utile pentru materialele biologice sensibile la temperatură, inclusiv celule, proteine, enzime și probe de cercetare.

Compatibilitate rotor și tub

Înainte de a solicita o recomandare de model, clienții trebuie să furnizeze dimensiunea tubului, tipul eșantionului, RPM țintă sau RCF, capacitatea necesară și nevoile de temperatură. Acest lucru ajută Glanlab să recomande o centrifugă care se potrivește fluxului de lucru real al laboratorului.

 

Concluzie

Forța centripetă a centrifugei afectează în mod direct calitatea separării, repetabilitatea protocolului și selecția echipamentului. RPM este util, dar RCF, raza rotorului, poziția tubului, tipul rotorului și nevoile de refrigerare sunt adesea mai importante pentru rezultate reale de laborator. Glanlab  oferă centrifuge de mare viteză, centrifuge de viteză mică, centrifuge frigorifice, centrifuge de banc, centrifuge de sânge, microcentrifuge și alte modele pentru diferite cerințe RPM și RCF. Dacă comparați centrifuge sau aveți nevoie de ajutor pentru a potrivi forța centrifugă relativă  la tipul dvs. de probă, contactați-ne pentru a găsi o soluție potrivită pentru centrifugă Glanlab.

 

FAQ

Ce este forța centripetă a centrifugei?

Forța centripetă a centrifugei este forța care menține proba în mișcare pe o cale circulară în timpul centrifugării. Este strâns legat de efectul de separare observat de utilizatori în tub.

Este RCF mai important decât RPM?

RCF este adesea mai util deoarece reflectă forța efectivă aplicată probei. RPM arată doar viteza de rotație și nu include raza rotorului.

De ce două centrifuge la același rpm dau rezultate diferite?

Ele pot avea diferite raze ale rotorului sau modele ale rotorului. O rază mai mare a rotorului poate crea un RCF mai mare la același RPM, ceea ce duce la performanțe de separare diferite.

Ce ar trebui să furnizez atunci când cer o recomandare pentru centrifugă Glanlab?

Trebuie să furnizați tipul eșantionului, dimensiunea tubului, RPM sau RCF necesar, capacitatea pe cursă, preferința rotorului și dacă este necesară refrigerarea.