צנטריפוגות-מדריך מלא לצנטריפוגות מעבדתיות

צנטריפוגה (סרכזת בעברית) הינה מכשיר מעבדתי המפריד תערובת נוזלית לרכיבים שונים מהם היא מורכבת וזאת באמצעות סחרור התערובת במהירות גבוהה.

הסחרור המהיר מפריד את התערובת לשכבות שונות של חומרים.

הפרדה זו לשכבות מתבססת על השוני בצפיפות של כל רכיב בתערובת; הסחרור המהיר יגרום לחומרים בעלי הצפיפות הגבוהה להצטבר בתחתית המבחנה, בעוד שהחומרים בעלי הצפיפות הנמוכה יותר יצופו במעלה המבחנה. בשיטה זו ניתן לשקע חלקיקים בתערובת נוזלית בצורה מהירה יותר מאשר בשימוש של כוח הכבידה בלבד.

מה מייצג הערך RCF

Relative Centrifugation Force (כוח הצנטריפוגה היחסי), או בקיצור RCF, הוא גודל פיזיקלי חסר יחידות המציין את התאוצה המוחלת על התערובת ונמדדת בכפולות של תאוצת הכובד (xg).
פרוטוקולים לסרכוז בדר"כ מציינים את גודל התאוצה שיש להחיל על התערובת, ולא את מהירות הסיבוב הנדרשת (סיבובים לדקה). הבחנה זו חשובה מכיוון ש-2 רוטורים בעלי קטרים שונים הפועלים באותה מהירות סיבוב יחילו תאוצות שונות על התערובת.
ניתן להמיר את ערכי הסל"ד ל-RCF ע"י הנוסחה הבאה:
RCF = (n/1000)^2 x r x 11.18
כאשר:
n = מהירות (סיבובים לדקה)
r = רדיוס (ס"מ)

דוגמאות לשימושים בצנטריפוגה למעבדה

צנטריפוגות תעשייתיות גדולות משמשות להפרדת תערובות, למשל קרם מחלב.
צנטריפוגות מעבדה משמשות לרוב למטרות מחקר, למשל להפרדת חלקים מסוימים של תאים או DNA.
במעבדות ביולוגיה מולקולריות השימוש הוא למשל בבדיקות דם.
בתעשיית הפקת שמנים, הצנטריפוגה משמשת להפרדת השמן המובחר משאר המשקעים בתערובת.

2 סוגים עיקריים של רוטורים:

רוטור זווית קבועה-Angle Rotors

משמש לרוב לסרכוז במהירות גבוהה.
הזווית האלכסונית של המבחנות מקטינה את מרחק נתיב החלקיקים ודורשת מהירות רבה יותר בתהליך השיקוע.

רוטור זווית משתנה-Swing out rotors

משמש כדי לסרכז כמויות גדולות יותר של מבחנות במהירויות נמוכות עד בינוניות.
במהלך הסרכוז המבחנות נמצאות במצב אופקי.

סוגים של צנטריפוגות מעבדתיות

צנטריפוגה שולחנית

מאופיינת במימדיה הקטנים וחוסכת מקום במעבדה. צנרטיפוגה זו בד"כ מסוגלת לסרכז בתאוצות RCF של בין מאות עד עשרות אלפי xg.

נפחי המבחנות יכולים לנוע החל ממבחנות קטנות מ-1 מ"ל (כמו מבחנותPCR ) ועד בקבוקים של 1 ליטר.
בחלק מן הדגמים ניתן להחליף בה את הרוטורים לסוגים שונים (זווית קבועה/ זווית משתנה).

צנטריפוגה שולחנית מקוררת

מעולה עבור דוגמאות הרגישות לחום, כגון תאים חיים או חלבונים. מסוגלת להגיע גם לתאוצות גבוהות עד עשרות אלפי xg, ולקבל מבחנות במגוון נפחים עד בקבוקים של 1 ליטר.

צנטריפוגת SPINDOWN

קומפקטית וחסכונית במקום. מיועדת לרכז את כל הטיפות הדבוקות לדפנות המבחנה אל תחתיתה.
אינה מיועדת לביצוע הפרדה. חלקן מיועדות לסרכז פלטות PCR ואחרות מיועדות לסרכז מבחנות 0.2מ”ל עד 2 מ”ל וכן סטריפים של PCR.

צנרטיפוגה קלינית

שולחנית וקומפקטית, בעלת מהירות סרכוז נמוכה יחסית. אידיאלית להפרדת רכיבים בדם מלא, כגון סרום, פלזמה, תאי דם אדומים וכו'. עשויה לנוע בין 200 עד 6,000 סל"ד.

מיקרוצנטריפוגה

מיועדות לסרכוז מבחנות קטנות במהירות גבוהה. ניתן לסרכז בה מבחנות אפנדורף של 1.5 מ"ל, 2 מ"ל. מהירות הסרכוז יכולה להגיע לעשרות עשרות אלפי xg. ישנם גם מיקרוצנטירפוגות עם מנגנון קירור.

צנטריפוגת המטוקריט

עבור סרכוז קפילרות לשם הפרדת דם עד לתאוצה של כ-14000 xg.

צנטריפוגת אולטרה

מיועדת להפרדת חומרים בעלי קשר כימי גבוה. הפרדה זו דורשת תאוצת הפרדה מעל 50,000 xg.
לצנטריפוגה זו יחידת קירור הניתנת לשליטה, ומיועדת לעבודה על הרצפה (אינה שולחנית).

שאלות מנחות בבחירת הצנטריפוגה המתאימה

בבואנו לבחור את הצנטריפוגה המתאימה לנו נענה תחילה על השאלות הבאות:
• מה השימוש (הפרדת חומרים/spindown וכו')?
• אילו נפחי מבחנות נחוצות לסרכוז?
• כמה מבחנות צריך לסרכז בבת אחת?
• מהי תאוצת ההפרדה (xg, RCF) הנדרשת?
• האם המחקר דורש צנטריפוגה מקוררת?
• האם נחוץ רוטור זווית קבועה (ANGLED) או רוטור זווית משתנה (SWING)?