Лабораторная центрифуга — это прибор, который вращает пробирки с образцами на высокой скорости, чтобы компоненты жидкости разделились по плотности. В ветеринарной клинике её используют прежде всего для крови: при центрифугировании пробирки с цельной кровью более тяжёлые эритроциты оседают на дно, а сверху остаётся прозрачная сыворотка или плазма для биохимических анализов; при центрифугировании тонкого капилляра определяют гематокрит (PCV). Этот же прибор используют для осадка мочи и других жидкостей. Качество разделения зависит от относительного центробежного ускорения (RCF, указывается в × g), которое определяется и частотой вращения в оборотах в минуту (об/мин, RPM), и радиусом ротора.
Для чего нужна центрифуга в ветклинике?
Большинство лабораторных исследований в клинике начинается с разделения. Типичные задачи:
- Сыворотка и плазма для биохимии: анализаторам нужна сыворотка или плазма без клеток, поэтому пробирки центрифугируют после взятия крови (пробирки для сыворотки — после свёртывания).
- Гематокрит (PCV): кровь в узком капилляре центрифугируют в микрогематокритной центрифуге и считывают высоту столбика эритроцитов относительно общей высоты — это процент эритроцитов. Также оценивают лейкоцитарную плёнку и цвет плазмы.
- Осадок мочи: центрифугирование мочи концентрирует клетки, кристаллы и цилиндры на дне пробирки для исследования под микроскопом.
- Другие жидкости и препараты: выпоты из полостей, флотация кала в некоторых методиках и малообъёмные препараты в микропробирках.
Как работает центрифуга?
Когда пробирка вращается вокруг центральной оси, каждая частица в ней выталкивается наружу с силой, во много раз превышающей силу тяжести. Более плотные частицы, например эритроциты, движутся наружу быстрее лёгких и собираются на дне пробирки (на конце, наиболее удалённом от оси). Более лёгкая жидкость остаётся сверху. После центрифугирования слои остаются разделёнными достаточно долго, чтобы отобрать сыворотку или считать гематокрит.
Центрифуга состоит из четырёх основных частей: электродвигателя, ротора для пробирок, крышки с защитной блокировкой и блока управления скоростью и временем. Современные модели используют бесщёточные двигатели — тихие и почти не требующие обслуживания, — останавливаются автоматически и остаются заблокированными до полной остановки ротора.
Об/мин и RCF: почему × g важнее скорости
Об/мин показывают, как быстро вращается ротор. RCF — это сила, которая реально действует на образец; она растёт пропорционально квадрату скорости и прямо пропорционально радиусу:
RCF (× g) = 1,118 × 10⁻⁵ × r × (об/мин)², где r — радиус ротора в сантиметрах.
Например, пробирка на радиусе 10 см при 4000 об/мин испытывает около 1790 × g. При той же скорости на меньшем роторе сила будет меньше. Поэтому лучше следовать инструкциям к наборам и анализаторам, указанным в × g, а при сравнении центрифуг максимальное RCF из паспорта полезнее максимальных оборотов.
Типы центрифуг и роторов
| Тип | Ротор | Типичное применение в ветеринарии |
|---|---|---|
| Настольная клиническая центрифуга | Угловой ротор для пробирок с кровью | Получение сыворотки и плазмы, осадок мочи |
| Низкоскоростная центрифуга с бакетным ротором | Стаканы во время вращения встают горизонтально | Крупные пробирки, ровные горизонтальные границы слоёв, работа с плазмой и сывороткой |
| (Микро)гематокритная центрифуга | Плоский ротор для капилляров | Определение гематокрита |
| Мини-центрифуга | Маленький ротор для микропробирок и ПЦР-стрипов | Осаждение малых объёмов, быстрые препараты |
| Центрифуга с охлаждением | Несколько сменных роторов, охлаждаемая камера | Термочувствительные образцы, исследовательские и референсные лаборатории |
В угловом роторе пробирки стоят под фиксированным углом, что ускоряет осаждение. В бакетном роторе стаканы поворачиваются горизонтально, слои ложатся ровно поперёк пробирки, и сыворотку или плазму легче отобрать аккуратно. Охлаждение важно, когда образцы не должны нагреваться при долгом или высокоскоростном центрифугировании: трение нагревает камеру.
Сравнение характеристик: центрифуги HQS
| Модель | Тип | Макс. скорость | Макс. RCF | Вместимость |
|---|---|---|---|---|
| 80-2A | Настольная клиническая | 4000 об/мин | 2325 × g | 20 мл × 12 |
| TDL-6C | Низкоскоростная, бакетная | 6000 об/мин | 4470 × g | 100 мл × 4 |
| HC-12A | Гематокритная | 12 000 об/мин | 15 300 × g | 24 капилляра (Ø1,5 × 75 мм) |
| MCKS-1000 / 1200 | Компактная для микропробирок | 10 000 / 12 000 об/мин | 5500 / 7900 × g | 1,5/0,5/0,2 мл × 6 и ПЦР-пробирки 0,2 мл × 8 × 2 |
| MC-04 / 07 / 12 | Мини | 4000 / 7000 / 12 000 об/мин | Не указано | 0,2–2 мл × 6; 0,2 мл × 16 |
| LC-05F | С охлаждением, низкоскоростная | 5000 об/мин | 4390 × g | Бакетный ротор 250 мл × 4; от −5 до +30 °C |
| HC-16F | С охлаждением, высокоскоростная | 16 000 об/мин | 17 800 × g | 8 роторов, пробирки 0,5–100 мл и микропланшеты; от −20 до +40 °C |
Для клиники общего профиля большую часть ежедневной работы закрывают настольная клиническая центрифуга для пробирок с кровью и гематокритная центрифуга. Модели с охлаждением нужны в основном лабораториям, которые работают с термочувствительными образцами или большими объёмами. Сравнение с точки зрения покупки — в руководстве по ветеринарным центрифугам: обороты, гематокрит и выбор модели.
Как безопасно работать с центрифугой
- Балансировать ротор. Ставить пробирки одинаковой массы напротив друг друга; при нечётном числе заполнить одну пробирку водой. Несбалансированный ротор вибрирует, может повредить двигатель и разбить пробирки. У моделей вроде TDL-6C есть сигнал дисбаланса.
- Закрывать пробирки и крышку. Закрытые пробирки предотвращают образование аэрозолей. Блокировка крышки должна останавливать вращение при открытии; никогда не пытайтесь открыть крышку или остановить ротор рукой.
- Выбирать правильные скорость и время. Следовать инструкциям к пробиркам, набору или анализатору, лучше указанным в × g. Избыточная сила или время могут повредить клетки и исказить некоторые результаты.
- Использовать совместимые пробирки. У каждого ротора есть максимальный размер пробирки и допустимая нагрузка; стеклянные пробирки и капилляры должны быть целыми.
- Сразу убирать пролитое. После того как пробирка разбилась, продезинфицировать камеру и ротор по инструкции производителя.
Частые вопросы
Что центрифуга делает с кровью?
Разделяет её по плотности. Эритроциты собираются на дне, над ними образуется тонкая лейкоцитарная плёнка из лейкоцитов и тромбоцитов, а сверху остаётся сыворотка или плазма.
Чем сыворотка отличается от плазмы?
Плазма — жидкая часть крови, взятой в пробирку с антикоагулянтом, поэтому в ней сохраняются факторы свёртывания. Сыворотка — жидкость, оставшаяся после свёртывания крови в пробирке без добавок или с активатором и центрифугирования.
Нужна ли отдельная центрифуга для гематокрита?
Гематокрит определяют в капиллярах, для которых нужны гематокритный ротор и высокое RCF. Одни клиники используют отдельную гематокритную центрифугу, например HC-12A, которая поставляется со шкалой для считывания; другие — комбинированный ротор, если он есть у их модели.
Как перевести об/мин в × g?
По формуле RCF = 1,118 × 10⁻⁵ × r × (об/мин)², где радиус ротора r — в сантиметрах. Радиус обычно указан в руководстве к центрифуге.
Кто производит эти центрифуги?
Перечисленные модели поставляет HQS Medical — производитель ветеринарного оборудования из Цзиньхуа (провинция Чжэцзян, Китай), который поставляет технику напрямую дистрибьюторам и ветеринарным клиникам.
