Wprowadzenie do wirówki

Wirówka jest instrumentem używanym w prawie każdym laboratorium badań biomedycznych na całym świecie.

Wirowanie to proces, w którym wirówka jest używana do oddzielania składników złożonej mieszaniny.

Wirując próbki laboratoryjne z bardzo dużymi prędkościami, składniki danej mieszaniny poddawane są działaniu siły odśrodkowej, która powoduje, że gęstsze cząstki oddalają się od osi obrotu, a lżejsze przemieszczają się w jej kierunku. Cząstki te mogą osadzać się na dnie probówki w tak zwany granulek, a ta wyizolowana próbka lub pozostały roztwór, supernatant, może być dalej przetwarzany lub analizowany.

Podstawowym elementem wirówki jest wirnik, który jest ruchomą częścią, która obraca się z dużą prędkością.

Wirniki mogą być zamocowane na miejscu lub wirówka może wykorzystywać wiele wirników zamocowanych na górze części zwanej wrzecionem.

Zwykle wirnik wirówki będzie miał pokrywę, która jest mocno przykręcona, aby zapobiec wylatywaniu próbek.

Wiele wirówek będzie wyposażonych w agregat chłodniczy, który umożliwia kontrolowanie temperatury wewnętrznej podczas wirowania.

Posiadają również pokrętła lub przyciski do wprowadzania parametrów dla każdego biegu, które mogą obejmować czas trwania wirowania, temperaturę i wielkość wirowania pod względem prędkości lub siły względnej.

Prędkość wirowania jest mierzona jako obroty, czyli obroty na minutę. Obroty są trudną wartością, ponieważ to nie prędkość wirówki powoduje oddzielenie się cząstek od mieszaniny, ale siła działająca na te cząstki.

Siła działająca na cząstkę jest związana z promieniem wirnika wirówki, a ponieważ różne wirówki mają różne rozmiary wirników, różne siły mogą być przykładane przy tej samej prędkości lub prędkości obrotowej.

Siłę wirowania można również określić ilościowo jako względną siłę odśrodkową lub RCF. RCF jest zwykle przedstawiany jako wielokrotność przyspieszenia grawitacyjnego Ziemi.

RCF jest wyrażony jako iloczyn promienia wirnika i kwadratu prędkości kątowej podzielony przez przyspieszenie grawitacyjne Ziemi.

RCF można powiązać z RPM za pomocą następującego równania, gdzie oznacza promień wirówki mierzony w centymetrach.

Użycie tego równania może oznaczać różnicę między nieudanym a udanym eksperymentem, ale nie musisz stosować tego obliczenia do każdej nowej procedury. Wirówki często są wyposażone w nomogramy, które mogą dość łatwo przekształcić RCF w RPM. Użyj linijki, aby połączyć promień wirówki i podaną wartość prędkości obrotowej, aby uzyskać RCF.

Aby rozpocząć wirowanie próbek, weź pod uwagę temperaturę. Jeśli używasz wirówki z chłodzeniem, będziesz chciał, aby temperatura wewnętrzna maszyny osiągnęła żądaną wartość przed rozpoczęciem wirowania lub możesz znaleźć inne sposoby chłodzenia wirnika.

Bezpośrednio przed wirowaniem upewnij się, że wszystkie nakrętki rurek są dokręcone i bezpieczne.

Podczas ładowania probówek upewnij się, że każda próbka jest równoważona inną próbką znajdującą się bezpośrednio naprzeciwko niej.

Jeśli masz tylko jedną rurkę, zrób inną rurkę, która może działać jako przeciwwaga.

Jeśli masz trzy rurki, możesz ułożyć je w trójkąt tak, aby były w równej odległości od siebie.

Wyważanie ciężarów w wirówce ma kluczowe znaczenie. Wirniki wirówek osiągają duże prędkości i mają dużą energię kinetyczną. W przypadku niewłaściwego wyważenia cała wirówka może zostać wyrzucona z miejsca spoczynku i spowodować poważne uszkodzenia.

Po potwierdzeniu, że wirnik i pokrywa są zamocowane, uruchom wirówkę i trzymaj się, aż osiągnie żądaną prędkość. Jeśli zauważysz problem, zadzwoń do doświadczonego członka laboratorium, aby Ci pomógł.

Po zakończeniu wirowania powinieneś być w stanie zobaczyć swoją próbkę biologiczną na dnie probówki w postaci osadu, który oddzielił się od reszty roztworu lub supernatantu.

Supernatant można usunąć poprzez jego dekantację – fantazyjna nazwa na wylanie go, lub można go zassać – fantazyjny termin określający użycie ssania do jego usunięcia.

Oczyszczoną próbkę można następnie zawrócić do roztworu w procesie zwanym ponownym zawieszeniem. Powtórzenia wirowania lub wirowania komórek, a następnie zasysanie komórek i ponowne zawieszanie w buforze, są często określane jako mycie komórek.

Teraz, gdy znasz już podstawy wirowania, nadszedł czas, aby przyjrzeć się niektórym rodzajom wirówek i procedurom, które możesz z nimi przeprowadzić.

Wirówki z wirnikiem o stałym kącie nachylenia są prawdopodobnie najczęstszym typem tego instrumentu, z jakim spotkasz się w laboratorium. Wiele wirówek stołowych pasuje do tej kategorii.

Te wirówki, w których probówki są osadzone w stałej i ustawionej pod kątem, są używane w protokołach wirowania różnicowego. W tych protokołach seria wirowania z różnymi prędkościami może być wykorzystana do oczyszczania próbek biologicznych, takich jak komórki zwierzęce. Zazwyczaj protokoły te obejmują kilka etapów mycia komórek.

W przeciwieństwie do wirników o stałym kącie nachylenia, wirniki wahadłowe mają elastyczne uchwyty rurowe, które umożliwiają obracanie próbek na zewnątrz. Wirniki te są korzystne w zastosowaniach takich jak wirowanie w gradionym spadku gęstości, gdzie próbki biologiczne migrują do różnych warstw mediów gradientowych. Ten rodzaj wirowania jest przydatny do szybkiego izolowania jednego typu komórek od drugiego lub do izolowania poszczególnych organelli.

Wreszcie, ultrawirówka jest starszym bratem wszystkich wirówek, które znajdziesz w laboratorium. Może obracać się z prędkością przekraczającą 70 000 obr./min, co sprawia, że dobrze nadaje się do izolacji małych cząstek, takich jak DNA lub wirusy.

Ze względu na wysokie prędkości tej wirówki należy zachować szczególną ostrożność, aby upewnić się, że wsady są odpowiednio wyważone i że zarówno wirnik, jak i pokrywa są bezpieczne.

Właśnie obejrzałeś wprowadzenie JoVE do wirowania. W tym filmie omówiliśmy: czym jest wirówka i jak działa, jak obsługiwać i uruchamiać wirówkę, niektóre środki ostrożności i różne zastosowania wirowania. Dziękujemy za oglądanie i pamiętaj, aby zrównoważyć swoje rurki.