Máy ly tâm: Nguyên lý, phân loại và ứng dụng

Máy ly tâm là gì?

Máy ly tâm là một thiết bị mạnh mẽ được sử dụng để tách và làm sạch hỗn hợp bằng cách sử dụng lực ly tâm. Nó phân tách hiệu quả các hạt dựa trên kích thước, hình dạng, mật độ, độ nhớt và tốc độ rôto của chúng. Quá trình này liên quan đến việc các hạt có mật độ cao hơn bị lắng xuống đáy trong khi những hạt nhẹ hơn nổi lên trên cùng. Thiết bị cải tiến này cho phép tách và tinh chế các chất một cách hiệu quả bằng cách sử dụng lực được tạo ra thông qua sự chuyển động quay nhanh. Bằng cách tận dụng lực ly tâm, máy ly tâm tạo điều kiện cho quá trình tách và tinh chế hạt chính xác, khiến nó trở thành một công cụ không thể thiếu trong nhiều lĩnh vực khác nhau.

Nguyên lý của máy ly tâm

Nguyên lý lắng đọng được sử dụng bởi tất cả các loại máy ly tâm. Theo nguyên lý này, gia tốc của rôto khởi tạo một lực hướng tâm tác động lên cả rôto và các ống ly tâm. Để đạt được điều này, một thiết bị được thiết kế để xoay dung dịch quanh một trục cố định, với lực tác dụng vuông góc với trục quay. Kết quả là các hạt dày đặc hơn di chuyển ra ngoài theo hướng tròn, trong khi các hạt nhẹ hơn di chuyển về phía trung tâm.
Tốc độ lắng đọng bị ảnh hưởng bởi một số yếu tố, bao gồm cả việc áp dụng trường ly tâm (G). Ngoài ra, các yếu tố khác như khối lượng, mật độ và thể tích của các hạt, cũng như hình dạng và độ ma sát góp phần vào quá trình lắng đọng.

Các loại máy ly tâm:

Tùy thuộc vào tốc độ lắng, độ chân không, kiểm soát nhiệt độ làm lạnh, thể tích mẫu, dung tích ống làm lạnh, kích thước và thiết kế, có chín loại thường được sử dụng:

• Máy ly tâm siêu nhỏ
• Máy ly tâm nhỏ để bàn
• Máy ly tâm lạnh
• Máy ly tâm làm lạnh tốc độ cao
• Máy ly tâm tốc độ thấp
• Máy siêu ly tâm
• Máy ly tâm dòng chảy liên tục
• Máy ly tâm khí
• Máy ly tâm chân không

1. Máy ly tâm siêu nhỏ

Máy ly tâm siêu nhỏ có thiết kế cực kỳ nhỏ và chiếm ít không gian trong khu vực làm việc, đây là một lợi thế.
Kích thước ống nhỏ đến 2,0 ml được sử dụng trong loại này với dải tốc độ 500 vòng / phút đến 13300 vòng / phút.
Nó được áp dụng trong việc giữ axit nucleic dạng viên, protein dạng viên từ dung dịch và vi lọc các mẫu nước nhỏ.”

2. Máy ly tâm để bàn

Máy ly tâm để bàn thường được sử dụng trong phòng thí nghiệm lâm sàng để tách máu để tách huyết tương hoặc huyết thanh, nước tiểu và chất lỏng cơ thể.

Thiết bị nhỏ với tốc độ tối đa 3000 vòng / phút và có thể lấy khoảng 100 ống tùy thuộc vào đường kính.”

3. Máy ly tâm lạnh

Máy ly tâm làm lạnh được sử dụng cho những mẫu cần được bảo quản ở nhiệt độ phù hợp để có thể tiến hành phân tích mẫu

Nhiệt độ dao động từ -20 đến -40 độ C và có thể lên tới tối đa 6500 g lực ly tâm.

Nó được sử dụng để phân tích DNA, RNA, PCR, kháng thể, tế bào nấm men, lục lạp, v.v.

4. Máy ly tâm lạnh tốc độ cao

Tốc độ tối đa của máy ly tâm làm lạnh tốc độ cao này là 25000 vòng / phút với lực ly tâm 90000 g.

Nhiệt độ trong máy ly tâm làm lạnh tốc độ cao được duy trì ở 0 đến 4°C và hệ thống làm lạnh được trang bị để loại bỏ nhiệt trong quá trình xử lý.

Điều này được sử dụng để thu thập các mảnh vụn của tế bào, các bào quan lớn của tế bào và các bào quan phụ của tế bào, các chất kết tủa của hóa chất.”

5. Máy ly tâm tốc độ thấp

Tốc độ tối đa là 4000 đến 5000 vòng / phút và nên được vận hành ở nhiệt độ phòng vì hệ thống kiểm soát tốc độ và nhiệt độ không được bao gồm trong thiết bị.

Máy ly tâm tốc độ thấp lý tưởng cho việc phân tích các mẫu máu và các mẫu sinh học khác

6. Máy siêu ly tâm

Máy siêu ly tâm hoạt động ở tốc độ 75000 vòng/phút với lực ly tâm 500000 g ở hệ thống làm lạnh từ 0 đến 4°C.

Nó có khả năng phân biệt giữa các phân tử như protein và axit nucleic để phân tách.

Có hai loại máy siêu ly tâm: Máy siêu ly tâm chuẩn bị và máy phân tích

Máy siêu ly tâm chuẩn bị tách các đại phân tử, các phân đoạn lipoprotein từ huyết tương và khử proton các chất lỏng sinh lý để phân tích axit amin. Nó tạo ra tới 600000 g lực ly tâm.

Máy siêu ly tâm phân tích chứa hệ thống phát hiện quang học dựa trên ánh sáng để phân tích hệ thống hấp thụ ánh sáng, hệ thống Schlieren thay thế và hệ thống giao thoa kế Rayleigh. Nó tạo ra 500000 g lực ly tâm.

7. Máy ly tâm liên tục

Một lượng lớn mẫu có thể được xử lý liên tục trong máy ly tâm dòng chảy liên tục, các mẫu không cần phải nạp và dỡ mẫu nhiều lần giúp tiết kiệm thời gian.

Thể tích mẫu lớn lên đến 1 lít có thể được ly tâm trong thời gian 4 giờ hoặc ít hơn.

Máy ly tâm khí

Máy ly tâm khí chủ yếu được sử dụng để tách Uranium-235 và Uranium-238.

Điều này hoạt động dựa trên dòng khí vào và ra liên tục và phân tách các loại khí trên cơ sở đồng vị và khối lượng của chúng.”

8. Máy ly tâm chân không

Máy ly tâm chân không còn được gọi là máy cô đặc và được sử dụng để làm bay hơi dung môi có trong mẫu.

Chúng được sử dụng trong các phòng thí nghiệm hóa học và sinh học, nơi có mẫu với số lượng lớn dung môi.

Ứng dụng của máy ly tâm

• Tách hỗn hợp: Máy ly tâm được sử dụng rộng rãi để tách hỗn hợp chứa các phân tử có mật độ tương tự hoặc chất lỏng không thể trộn lẫn. Bằng cách cho hỗn hợp chịu lực ly tâm, các thành phần có thể được tách ra một cách hiệu quả dựa trên mật độ và tính chất vật lý khác nhau của chúng.
• Tách thành phần máu: Một trong những ứng dụng thiết yếu của máy ly tâm là trong lĩnh vực y tế để tách các thành phần máu. Ly tâm cho phép tách các tế bào máu khỏi huyết tương hoặc huyết thanh, điều này rất quan trọng đối với các quy trình chẩn đoán và phân tích khác nhau.
• Phân tích mẫu máu: Ly tâm đóng một vai trò quan trọng trong phân tích phòng thí nghiệm. Bằng cách tách các thành phần máu, nó tạo điều kiện thuận lợi cho việc phân tích các thông số khác nhau như số lượng tế bào, mức hematocrit và xác định các dấu hiệu bệnh.
• Xét nghiệm hóa miễn dịch: Chúng được sử dụng trong các xét nghiệm hóa miễn dịch để tách các phối tử liên kết với protein khỏi các phối tử tự do. Sự tách biệt này cho phép đo lường và phát hiện chính xác các phân tử cụ thể, hỗ trợ nghiên cứu, chẩn đoán và phát triển thuốc .
• Tách đồng vị: Máy ly tâm có ứng dụng quan trọng trong tách đồng vị, đặc biệt là trong ngành công nghiệp hạt nhân và nghiên cứu khoa học. Bằng cách sử dụng các khối lượng đồng vị khác nhau, quá trình ly tâm có thể tách các đồng vị một cách hiệu quả để phân tích sâu hơn hoặc cho các mục đích công nghiệp.
• Cô lập bào quan dưới tế bào: Ly tâm là rất quan trọng trong sinh học tế bào và sinh học phân tử để cô lập các bào quan dưới tế bào. Bằng cách cho huyền phù tế bào chịu lực ly tâm, các bào quan khác nhau như ty thể, nhân và lysosome có thể được tách ra, cho phép nghiên cứu và phân tích chi tiết chức năng của chúng.
• Chiết xuất axit nucleic: Máy ly tâm là công cụ chiết xuất axit nucleic, bao gồm RNA và DNA, từ các mẫu sinh học. Bằng cách tách các thành phần tế bào, máy ly tâm hỗ trợ tách axit nucleic cho các ứng dụng trong nghiên cứu di truyền, pháp y và xét nghiệm chẩn đoán.

Nguồn: https://thesciencenotes.com/centrifuge-principle-types-applications/

Công ty Minh Khang hiện là nhà nhập khẩu trực tiếp và phân phối các dòng máy ly tâm hãng Beckman Coulter tại Việt Nam.