Sentrifugaatio

Sentrifugaatio on laboratorioissa käytetty erotus- ja puhdistusmenetelmä, jossa näyte asetetaan pyörimään suurella nopeudella. Pyörimisvoima saa näetteen eri tiheyden tai tilavuuden mukaan käyttäytyvät osat erottumaan toisistaan. Menetelmää hyödynnetään sekä solujen, proteiinien ja muiden biomolekyylien erottelussa että nesteiden epäpuhtauksien poistossa.

Periaate perustuu suhteelliseen pyörimisvoimaan ja tilavuuksien sekä tiheyksien eroon. Sentrifugaatiossa määritellään suhteellinen pyörimisvoima (RCF), jolla mitataan voiman suuruutta. RCF lasketaan likimääräisesti kaavalla RCF = 1,118 × 10^-5 × r × n^2, jossa r on vaakasuora rata siron tärinän radiaisella etäisyydellä centimetreinä ja n on pyörimisnopeus kierroksina minuutissa. Eri näytteenlaadut sekä pyörimisnopeudet ja aika määrittelevät erotuksen lopputuloksen.

Tyypit vaihtelevat suuresti. Peruslaboratoriossa käytetään benchtop-sentrifugeja sekä kiertotelo- tai kiinnityskohdistukseltaan erilaisia roottoreita, kuten kiinnityskiilurroottoreita (fixed-angle) ja keinuttuvakorroottoreita (swinging-bucket). Välineistöön kuuluvat yleensä säiliöt, paisuntaruunnat ja lämpötilan säätö, sillä monet erotusprosessit vaativat tarkkaa lämpötilan hallintaa. Ultracentrifugit voivat tarjota yli 100 000 g:n tehoa.

Käyttökohteita ovat solukomponenttien (kudos, mitokondriot, ribosomit), proteiinien ja nukleiinihappojen erottelu sekä virus- ja lipoproteiinierottelut. Tiheysgradienttiasetukset, kuten sokeri- tai cesiumkloridigradientit, mahdollistavat tarkemman osien erottelun. Turvallisuus- ja laitekäytännöt korostavat ajoittain valittavaan näytteen ja roottorin valmistuksen erityisvaatimuksia sekä tasapainon ylläpitämistä ja roottoreiden oikea-aikaista huoltoa. Sentrifugaatio on ollut merkittävä kehityssuunta biotieteissä jo Theodor Svedbergin varhain kehittämän analyyttisen ultracentrifugin aikakaudelta.