Centrifuga da laboratorio - Laboratory centrifuge
 Una centrifuga da laboratorio da tavolo Hettich
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Una centrifuga da laboratorio è un pezzo di attrezzatura da laboratorio , azionato da un motore, che fa girare campioni liquidi ad alta velocità. Esistono vari tipi di centrifughe, a seconda delle dimensioni e della capacità del campione.
Come tutte le altre centrifughe , le centrifughe da laboratorio funzionano secondo il principio della sedimentazione , dove l' accelerazione centripeta viene utilizzata per separare sostanze di maggiore e minore densità.
Tipi
Esistono vari tipi di centrifugazione:
- Centrifugazione differenziale , spesso utilizzata per separare alcuni organelli da cellule intere per ulteriori analisi di parti specifiche di cellule
- Centrifugazione isopicnica , spesso utilizzata per isolare gli acidi nucleici come il DNA
- Centrifugazione in gradiente di saccarosio , spesso utilizzata per purificare virus e ribosomi avvolti e anche per separare gli organelli cellulari dagli estratti cellulari grezzi
Esistono diversi tipi di centrifughe da laboratorio:
- Microcentrifughe
(dispositivi per provette da 0,2 ml a 2,0 ml (microprovette), fino a 96 piastre a pozzetti, design compatto, ingombro ridotto; fino a 30.000 g)
- Centrifughe cliniche
(dispositivi a velocità moderata utilizzati per applicazioni cliniche come provette per la raccolta del sangue)
- Centrifughe multiuso ad alta velocità
(dispositivi per un'ampia gamma di dimensioni dei tubi, elevata variabilità, grande ingombro)
(modelli analitici e preparativi)
A causa del calore generato dall'attrito dell'aria (anche nelle ultracentrifughe, dove il rotore funziona in un buon vuoto), e della frequente necessità di mantenere i campioni ad una data temperatura, molti tipi di centrifughe da laboratorio vengono refrigerate e termoregolate.
Provette da centrifuga
Le provette per centrifuga sono tubi di vetro o plastica ad alta resistenza realizzati con precisione per adattarsi esattamente alle cavità del rotore. Possono variare in capacità da 50 ml fino a capacità molto più piccole utilizzate nelle microcentrifughe ampiamente utilizzate nei laboratori di biologia molecolare. Le microcentrifughe normalmente ospitano provette per microcentrifuga in plastica usa e getta con capacità da 250 μl a 2,0 ml .
Le provette da centrifuga in vetro possono essere utilizzate con la maggior parte dei solventi, ma tendono ad essere più costose. Possono essere puliti come altre vetrerie di laboratorio e possono essere sterilizzati in autoclave . Piccoli graffi causati da una manipolazione incauta possono causare guasti a causa delle forti forze imposte durante una corsa. I tubi di vetro sono inseriti in manicotti di gomma morbida per ammortizzarli durante le corse. Le provette da centrifuga in plastica, in particolare, tendono ad essere meno costose e, con cura, possono essere durevoli quanto il vetro. Quando si utilizzano provette da centrifuga in plastica è preferibile l'acqua. Sono più difficili da pulire a fondo e di solito sono abbastanza economici da essere considerati usa e getta.
Nelle microcentrifughe vengono comunemente utilizzati "tubi microlitri" di plastica usa e getta da 0,5 ml a 2 ml. Sono stampati da una plastica trasparente flessibile simile al polietilene , sono di forma semiconica, con tappi di chiusura incernierati integrali.
I campioni più grandi vengono centrifugati utilizzando bottiglie da centrifuga, la cui capacità varia da 250 a 1000 millilitri. Sebbene alcune siano realizzate in vetro pesante, le bottiglie da centrifuga sono generalmente realizzate in plastica infrangibile come il polipropilene o il policarbonato. Le chiusure di tenuta possono essere utilizzate per una maggiore garanzia di tenuta.
Sicurezza
Il carico in una centrifuga da laboratorio deve essere attentamente bilanciato. Ciò si ottiene utilizzando una combinazione di campioni e tubi di bilanciamento che hanno tutti lo stesso peso o utilizzando vari modelli di bilanciamento senza tubi di bilanciamento. È un problema matematico interessante risolvere lo schema di bilanciamento dato n slot e k tubi con lo stesso peso. È noto che la soluzione esiste se e solo se sia k che nk possono essere espressi come somma di fattori primi di n. Piccole differenze di massa del carico possono provocare un grande squilibrio di forza quando il rotore è ad alta velocità. Questo squilibrio di forza sollecita il mandrino e può provocare danni alla centrifuga o lesioni personali. Alcune centrifughe dispongono di una funzione di rilevamento automatico dello squilibrio del rotore che interrompe immediatamente il ciclo quando viene rilevato uno squilibrio.
Prima di avviare una centrifuga, è obbligatorio un controllo accurato del rotore e dei meccanismi di bloccaggio del coperchio. Un rotore in rotazione può causare gravi lesioni se toccato. Le centrifughe moderne hanno generalmente caratteristiche che impediscono il contatto accidentale con un rotore in movimento poiché il coperchio principale è bloccato durante il funzionamento.
I rotori della centrifuga hanno un'enorme energia cinetica durante la rotazione ad alta velocità. Il guasto del rotore, causato da stress meccanico dalle elevate forze impartite dal motore, può verificarsi a causa di difetti di fabbricazione, usura ordinaria, uso e manutenzione impropri. Un tale guasto può essere un guasto catastrofico , specialmente con centrifughe più grandi, e generalmente provoca la distruzione totale della centrifuga. Sebbene le centrifughe abbiano generalmente una schermatura di sicurezza per contenere questi guasti, tale schermatura potrebbe essere inadeguata, specialmente nei modelli più vecchi, oppure l'intera unità della centrifuga potrebbe essere spinta dalla sua posizione, con conseguenti danni al personale e alle apparecchiature nelle vicinanze. I guasti del rotore senza contenimento hanno frantumato le finestre del laboratorio e distrutto frigoriferi e mobili. Per ridurre il rischio di guasti al rotore, i produttori di centrifughe specificano procedure operative e di manutenzione per garantire che i rotori siano regolarmente ispezionati e rimossi dal servizio o declassati (utilizzati solo a velocità inferiori) quando hanno superato la durata prevista.
Un altro potenziale pericolo è l' aerosol di campioni pericolosi durante la centrifugazione. Per prevenire la contaminazione del laboratorio, sono disponibili coperchi del rotore con speciali guarnizioni a tenuta di aerosol . Il rotore può essere caricato con i campioni all'interno di una cappa e il coperchio del rotore fissato sul rotore. Successivamente, il sistema a tenuta di aerosol del rotore e del coperchio viene trasferito alla centrifuga. Il rotore può quindi essere fissato all'interno della centrifuga senza aprire il coperchio. Dopo la corsa, l'intero gruppo rotore, compreso il coperchio, viene rimosso dalla centrifuga alla cappa per ulteriori passaggi, mantenendo i campioni all'interno di un sistema chiuso.
