Come funziona una centrifuga: separazione dei materiali per densità
Scienza rotante: la fisica della centrifugazione
Una centrifuga usa la rotazione rapida per generare forza centrifuga, separando miscele in strati basati sulla densità. È un cavallo di battaglia in laboratori, ospedali e industria.
Componenti principali
- Rotore: Contiene i tubi campione; design ad angolo fisso o a secchi oscillanti.
- Motore: Fa ruotare il rotore a migliaia di RPM (giri al minuto).
- Camera: Racchiude il rotore; spesso refrigerata per campioni sensibili alla temperatura.
- Pannello di controllo: Imposta velocità, tempo, temperatura e profili di accelerazione/decelerazione.
Il principio di separazione
Forza centrifuga = massa × raggio × (velocità angolare)². Le particelle più dense subiscono una forza verso l'esterno maggiore, migrando verso il fondo del tubo. I componenti meno densi (plasma, olio, surnatante) risalgono in alto. Si formano bande distinte: le più dense in basso, le meno dense in alto.
Applicazioni comuni
- Laboratorio clinico: Separare plasma/siero da globuli del sangue per analisi.
- Banca del sangue: Isolare piastrine, globuli rossi, plasma per trasfusione.
- Ricerca: Pellet di cellule, organelli, acidi nucleici, proteine.
- Industriale: Separare panna da latte, olio da acqua, solidi da fanghi.
Tipi di centrifughe
- Microcentrifughe: Da banco, tubi 1,5–2 mL, fino a 15.000+ RPM. Base per biologia molecolare.
- Centrifughe ad alta velocità: Volumi maggiori, 20.000+ RPM. Frazionamento cellulare, purificazione virus.
- Ultracentrifughe: 100.000+ RPM. Separazione macromolecole, gradienti di densità.
- Centrifughe industriali: Flusso continuo, grandi volumi (acque reflue, alimentare, chimico).
Da una goccia di sangue a un serbatoio di acque reflue, la centrifuga trasforma differenze di densità in separazione pulita.