Lääketieteellisen sentrifugin keskipakoisperiaate

Jun 07, 2021 Jätä viesti

Kun pienhiukkasia sisältävä suspensio seisoo paikallaan, riippuvat hiukkaset vajoavat vähitellen painovoimakentän toiminnan vuoksi. Mitä raskaampi hiukkanen, sitä nopeammin se uppoaa, muuten hiukkaset, joiden tiheys on pienempi kuin nesteen tiheys, kelluvat ylös. Painovoimakentässä liikkuvien hiukkasten nopeus liittyy hiukkasten kokoon, muotoon ja tiheyteen, ja se liittyy myös painovoimakentän lujuuteen ja nesteen viskositeettiin. Normaalissa painovoimassa voidaan havaita punasolujen kokoisia hiukkasia, joiden halkaisija on muutama mikroni.


Lisäksi, kun aine asettuu väliaineeseen, on myös difuusioilmiö. Difuusio on ehdotonta ja ehdotonta. Difuusio on käänteisesti verrannollinen aineen massaan, mitä pienempi hiukkanen, sitä vakavampi difuusio. Tilitys on suhteellinen, ehdollinen, ja sitä voivat siirtää vain ulkoiset voimat. Sedimentaatio on verrannollinen kohteen painoon, mitä suurempi hiukkanen, sitä nopeampi sedimentaatio. Hiukkasille, jotka ovat pienempiä kuin muutama mikroni, kuten virukset tai proteiinit, ne muodostavat liuoksessa kolloidisen tai puolikoloidimuodostuman, ja sedimentaatioprosessia on mahdotonta havaita vain painovoiman avulla. Koska mitä pienemmät hiukkaset, sitä hitaampi sedimentaatio ja sitä vakavampi difuusioilmiö. Siksi on tarpeen käyttää sentrifugia voimakkaan keskipakovoiman tuottamiseksi pakottaakseen nämä hiukkaset voittamaan difuusion ja tuottamaan laskeutuvan liikkeen.


Sentrifugointi on sentrifugointiroottorin nopeasta pyörimisestä syntyvän voimakkaan keskipakovoiman käyttö nesteessä olevien hiukkasten sedimentaationopeuden nopeuttamiseksi ja aineiden erottamiseksi toisistaan eri sedimentaatiokertoimilla ja kelluvuustiheydellä näytteessä.


Muuntaminen keskipakovoiman (g) ja nopeuden (rpm) välillä


Keskipakovoiman G ja pyörimisnopeuden RPM välinen muuntokaava on seuraava:


G=1.11×10^(-5)×R×(rpm)^2


Niistä G on keskipakovoima, joka ilmaistaan yleensä g:n kerrannaiskohdana (painovoiman kiihtyvyys).


10^(-5) on negatiivinen viides teho 10, (rpm)^2 pyörimisnopeuden neliö, R on säde ja yksikkö on cm.


Jos esimerkiksi keskipakosäde on 10 cm ja pyörimisnopeus 8000 RPM, keskipakovoima on:


G=1.11*10(-5)*10*(8000)2=7104


Keskipakoisvoima on 7104 g.


Kun keskipakovoima on 8000g, nopeuden tulisi olla 8489, joka on noin 8500rpm.