Лабораторные центрифуги: принцип работы, области применения и важность в исследованиях
Любитель Химик 3 мая 2023О центрифугировании
Центрифугирование — это физический процесс, широко используемый в физико-химическом анализе, биохимии, клеточной и молекулярной биологии, клинических лабораториях и центрах донорства крови. Центрифугирование применяют для разделения компонентов смеси разной плотности (это могут быть как жидкости разной плотности, так и смесь жидкости и твердых веществ).
Для чего используется лабораторная центрифуга?
Лабораторная центрифуга используется для разделения компонентов из-за их различной плотности, и они могут быть только жидкостями или их смесью с твердыми веществами. В результате можно получить пробу, разделенную на определенные фракции, которые затем собирают, например, пипеткой и тестируют.
Принцип работы лабораторной центрифуги
Центрифуга является одним из основных элементов лабораторного оборудования. Принцип работы этого устройства достаточно прост и интуитивно понятен. Лабораторная центрифуга имеет барабан (он же ротор, импеллер), который приводится в быстрое вращение. Его ускорение определенно превышает ускорение свободного падения, тем самым увеличивая скорость осаждения частиц, осаждения осадков и разделения вещественных соединений.
Для лабораторного разделения смесей решающее значение имеют два аспекта: различие плотностей разделяемых компонентов и использование центробежной силы, во много раз превышающей действие сил гравитации. Благодаря тому, что система вращается с большой скоростью, центробежная сила отталкивает более тяжелые компоненты смесей к стенкам пробирок, улучшая тем самым процесс осаждения. Чем выше скорость вращения устройства, т. е. число оборотов в минуту, тем выше эффективность выполняемой сепарации.
Лабораторная центрифуга - отдельные типы
Лабораторные центрифуги делятся на несколько категорий. В первую очередь выделяют миницентрифуги для центрифугирования микропробирок от 0,2 до 2,0 миллилитров. У них маленькие и легкие роторы, которые быстро разгоняются и замедляются. Затем идут настольные центрифуги более широкого применения, позволяющие центрифугировать вещества с большей производительностью. Затем есть вихревые центрифуги, которые представляют собой устройства «два в одном». Они сочетают в себе черты как мини-центрифуг, так и шейкеров. Они станут лучшим решением в лабораториях с ограниченным пространством, где важен разумный подход к планированию пространства.
Это еще не все, ведь среди настольных центрифуг мы различаем не только стандартные модели, но и центрифуги с охлаждением, и вакуумные центрифуги. Кроме того, они могут иметь такие функции безопасности, как, например, блокировка запуска при открытой крышке и датчик дисбаланса, аварийное открытие крышки и тепловая защита двигателя.
Другое подразделение лабораторных центрифуг включает фракционирующие центрифуги, которые достаточно универсальны и доступны в нескольких типоразмерах. Они разделяют эмульсии и отложения даже в массовом масштабе на промышленных предприятиях. Также существуют специальные центрифуги для банок и колб крови в медицинских лабораториях. Их задача – отделить тяжелые кровяные тельца от плазмы или жидкой сыворотки. При этом они достигают очень высокой скорости вращения, что позволяет разделять бактерии разной массы, не убивая их одновременно. Кроме того, существуют также обогатительные центрифуги для разделения изотопов урана в процессе обогащения.
Центрифуга не только в лаборатории - где еще она применяется?
Центрифуги используются во многих лабораториях — химических, медицинских и промышленных — научно-исследовательских учреждениях и центрах донорства крови, но это не единственное их применение. Автоматические стиральные машины и сушильные барабаны работают по похожему принципу, удаляя лишнюю воду с одежды, тем самым сокращая время ее сушки. Отличным примером являются также молочные центрифуги, очищающие молоко от примесей и микроорганизмов и отделяющие от него жир, а также соковыжималки, отделяющие мякоть от фруктового сока. Центрифуги также используются в эстетической медицине для центрифугирования крови во время лечения плазмой, богатой тромбоцитами.
Как видите, центрифуги можно встретить не только в специализированных устройствах, но и в предназначенных для домашнего использования. Хотя они служат разным целям, у них очень похожий механизм.
Что нужно знать перед покупкой лабораторной центрифуги?
Независимо от того, какую центрифугу мы выбираем, мы должны помнить, что нужно выбирать только продукцию известных производителей, гарантирующих качество и долговечность. Это особенно важно в случае с лабораторными центрифугами, которые должны характеризоваться безотказной и эффективной работой. Кроме того, возможность выбора оборудования с различными роторами и другими элементами гарантирует высокую точность всего процесса центрифугирования, а также возможность индивидуальной настройки параметров. Некоторые модели также оснащены ЖК-дисплеем, который позволяет вам постоянно следить за показателями.
Центрифуги очень полезны при выполнении различных тестов и исследований. Нет сомнения, что они могут быть включены в базовое оборудование каждой лаборатории. Если вы хотите купить лабораторную центрифугу, убедитесь, что вы обращаетесь к надежному поставщику.