実験室用遠心分離機

実験室用遠心分離機

ヘティヒの卓上実験用遠心分離機
用途	分離
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実験用遠心分離機は、モーターで駆動され、液体サンプルを高速で回転させる実験装置です。遠心分離機には、サイズやサンプル容量に応じてさまざまな種類があります。 ^[1]

他のすべての遠心分離機と同様に、実験室用遠心分離機は沈降原理によって動作し、求心加速度を利用して密度の大きい物質と小さい物質を分離します。

遠心分離にはさまざまな種類があります。

• 分画遠心分離は、細胞の特定の部分をさらに分析するために、特定の細胞小器官を細胞全体から分離するためによく使用されます。
• 等密度遠心分離法は、 DNAなどの核酸を分離するためによく使用されます。
• ショ糖勾配遠心分離法は、エンベロープウイルスやリボソームを精製したり、粗細胞抽出物から細胞小器官を分離したりするためによく使用されます。

実験室用遠心分離機にはさまざまな種類があります。

マイクロ遠心分離機

0.2 ml から 2.0 ml までの小チューブ (マイクロチューブ)、最大 96 ウェル プレート、コンパクトな設計、小さな設置面積、最大 30,000 g のデバイス

臨床用遠心分離機

血液採取チューブなどの臨床用途に使用される中速デバイス

多目的高速遠心分離機

幅広いチューブサイズ、高い可変性、大きな設置面積に対応するデバイス

超遠心分離機

分析および準備モデル

空気摩擦によって熱が発生するため（ローターが良好な真空状態で動作する超遠心分離機でも）、またサンプルを所定の温度に維持する必要があることが多いため、多くの種類の実験用遠心分離機は冷却され、温度が調節されています。

遠心管は、ローターの空洞にぴったり収まるように精密に作られた、ガラスまたはプラスチック製の高強度チューブです。容量は 50 mL から、分子生物学研究室で広く使用されているマイクロ遠心分離機で使用されるはるかに小さい容量までさまざまです。マイクロ遠心分離機には通常、容量 250 μLから2.0 mLの使い捨てプラスチック製マイクロ遠心分離管が取り付けられます。

ガラス製の遠心管はほとんどの溶媒で使用できますが、高価になる傾向があります。他の実験用ガラス器具と同様に洗浄でき、オートクレーブで滅菌できます。不注意な取り扱いによる小さな傷が、実験中にかかる強い力で破損する原因になることがあります。実験中はガラス管を柔らかいゴムのスリーブに挿入して衝撃を和らげます。特にプラスチック製の遠心管は安価になる傾向があり、注意して使用すればガラスと同等の耐久性があります。プラスチック製の遠心管を使用する場合は水が適しています。徹底的に洗浄するのが難しく、通常は使い捨てとみなせるほど安価です。

0.5ml から 2ml の使い捨てプラスチック「マイクロリットル チューブ」は、マイクロ遠心分離機でよく使用されます。これらはポリエチレンに似た柔軟な透明プラスチックから成形されており、半円錐形をしており、ヒンジ付きのシーリング キャップが一体化されています。

より大きなサンプルは、容量が 250 から 1000 ミリリットルの遠心分離ボトルを使用して遠心分離されます。一部の遠心分離ボトルは厚いガラスで作られていますが、遠心分離ボトルは通常、ポリプロピレンやポリカーボネートなどの破損しないプラスチックで作られています。漏れ防止をさらに強化するために、密封クロージャーが使用されることもあります。

実験室用遠心分離機の負荷は、注意深くバランスをとる必要があります。これは、すべて同じ重量のサンプルとバランスチューブの組み合わせを使用するか、バランスチューブを使用せずにさまざまなバランスパターンを使用することによって実現されます。^{[2] n 個のスロットと k 個の同じ重量のチューブが与えられた場合にバランスパターンを解くことは、興味深い数学的問題です。解が存在するのは、k と nk の両方が n の素因数の合計として表せる場合のみであることがわかっています。 [3]}負荷の質量がわずかに異なると、ローターが高速になっているときに大きな力の不均衡が生じる可能性があります。この力の不均衡によりスピンドルが歪み、遠心分離機が損傷したり、人身事故が発生したりする可能性があります。一部の遠心分離機には、不均衡が検出されるとすぐに実行を中止する、自動ローター不均衡検出機能があります。

遠心分離機を始動する前に、ローターと蓋のロック機構を正確にチェックすることが必須です。回転するローターに触れると、重大な傷害を引き起こす可能性があります。最近の遠心分離機には通常、運転中にメインの蓋がロックされるため、動いているローターとの偶発的な接触を防ぐ機能が備わっています。

遠心分離機のローターは高速回転中に莫大な運動エネルギーを持ちます。モーターによって加えられる高力による機械的ストレスによって引き起こされるローターの故障は、製造上の欠陥、日常的な摩耗、または不適切な使用とメンテナンスによって発生する可能性があります。このような故障は、特に大型の遠心分離機では壊滅的な故障になる可能性があり、通常は遠心分離機が完全に破壊されます。遠心分離機には通常、これらの故障を封じ込めるための安全シールドが付いていますが、特に古いモデルではそのようなシールドが不十分な場合があり、遠心分離機全体が所定の位置から飛び出し、近くの人や機器に損傷を与える可能性があります。封じ込められていないローターの故障により、実験室の窓が割れ、冷蔵庫やキャビネットが破壊されました。ローターの故障のリスクを減らすために、遠心分離機メーカーは、ローターが定期的に検査され、予想寿命を超えた場合は使用を中止するか、定格を下げる（低速でのみ動作させる）ようにするための操作およびメンテナンス手順を指定しています。^[4]

もう一つの潜在的な危険は、遠心分離中に危険なサンプルがエアロゾル化することです。実験室の汚染を防ぐために、特殊なエアロゾル密閉ガスケットを備えたローター蓋が用意されています。ローターにフード内でサンプルを載せ、ローター蓋をローターに固定します。その後、ローターと蓋のエアロゾル密閉システムを遠心分離機に移します。その後、蓋を開けずにローターを遠心分離機内に固定できます。実行後、蓋を含むローターアセンブリ全体を遠心分離機からフードに取り出し、サンプルをクローズドシステム内に維持しながら次のステップに進みます。

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