Dr Maurizio Rosa
CENTRIFUGHE: introduzione

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Tubi e Bottiglie
Glossario

                                              
Le centrifughe sono strumenti largamente utilizzati nei laboratori scientifici per separare particelle in soluzione, mediante l'applicazione di un campo centrifugo artificiale ottenuto con un sistema ruotante ad alta velocità.
La forza di sedimentazione sviluppata artificialmente dalla centrifuga viene chiamata RCF (Relative Centrifugal Force) e viene indicata con un numero che rappresenta un multiplo della forza di gravità terrestre "x g".
In tal senso le centrifughe si distinguono in base alla RCF massima che possono raggiungere (tab1)
Il rapporto esistente tra la RCF , le rotazioni per minuto (rpm) sviluppate  dalla macchina ed il raggio del rotore (r), è descritto dalla seguente equazione:

RCF = (1.12 · 10-5) . r . (rpm)2

Le ditte costruttrici forniscono opportuni normogrammi di riferimento dai quali è possibile dedurre per ogni rotore ed  in modo rapido e diretto, la conversione tra rpm ed RCF . Nelle centrifughe di ultima generazione il rotore viene riconosciuto in modo automatico e non è possibile superare la sua RCF massima. Occorre ricordare che la velocità massima applicabile dipende anche dal materiale con cui sono costruiti i portacampioni (es i Tubi Falcon da 50 ml si deformano con RCF superiori a 4000g) e che è  possibile eseguire in automatico il calcolo delle rpm collegandosi ad  a questo sito: http://researchlink
Nelle utracentrifuhe che sfiluppano RCF anche superioni a 100.000 g  è presente un sistema di aspirazione che crea il vuoto  nella camera di centrifugazione, e un sistema di refrigerante che limita il surriscaldamento per attrito del rotore  e dei campioni.
Le centrifughe si possono, inoltre, distinguere in analitiche e in preparativa. Le prime sono in grado di determinare alcune proprietà fisico-chimiche dei componenti di una soluzione (macromolecole, proteine, ecc) quali il coeficiente di sedimentazione o il peso molecolare. In questo caso lo strumento è corredato di sistemi di rilevazione (fotometrici, rifrattometrici ecc.)  più o meno sofisticati. Le centrifughe preparative permettono di isolare e recuperare specifici componenti di un campione (Tab2) partendo da  qualche ml di suluzione (microcentrifughe) fino a qualche litro.
Una terza distinzione è riferita alla tecnica utilizzata nella sedimentazione. Si distingue così la centrifugazione zonale, da quella differenziale  o da quella isopicnica.
Occorre ricordare che la gamma delle tipologie delle centrifughe offerte ora dal  mercato è piuttosto ampia e questo permette di poter scegliere l'apparecchio più adatto alle finalità operative di ogni acquirente.

              
Tab.1                                                                    Tab.2

Bassa
Media
alta
Ultra
rpm
7.000
14.000
20.000
100.000
RCF
7.200
18.000
75.000
800.000
Raffreddamento
se richiesto
se richiesto
tutte
tutte
Vuoto
no
no
alcune
tutte


Frazione Sedimentata
RCF
Tempo minimo
 (min)

Cellule (eucarioti)

Cloroplasti, Membrane cellulari, Nuclei

Mitocondri, Cellule Batteriche               

Lisosomi, Membrane batteriche

Ribosomi , virus, macromolecole

Proteine

1,000

4,000

15,000

30,000

100,000

>100,000

5

10

20

30

180

variabili