ỐNG LY TÂM (Centrifuge tube)

I. Ống ly tâm được dùng để làm gì?

– Ống ly tâm được sử dụng trong máy ly tâm phòng thí nghiệm, máy quay mẫu theo thứ tự để tách chất rắn ra khỏi dung dịch huyền phù. Các ống ly tâm có thể được làm bằng thủy tinh hoặc nhựa, và giống như các ống nghiệm thu nhỏ với các đầu nhọn, thường có hình trụ. Thiết kế của ống ly tâm thay đổi tùy thuộc vào loại chất rắn — phân tử sinh học, chất không tan, v.v. — trong mẫu hóa học. Các ống ly tâm, còn được gọi là đầu ly tâm, được đặt trong máy ly tâm và quay với vận tốc rất cao trong một khoảng thời gian nhất định. Sau khi hết thời gian, kỹ thuật viên tháo ống và đổ phần chất lỏng nổi phía trên, vào một thùng chứa, để lại chất rắn hoặc kết tủa, có sẵn cho các mục đích sử dụng khác.

– Ống ly tâm thường được làm từ chất liệu Poly Propylen (nhựa PP) tinh khiết chịu được nhiều loại dung môi, có nắp làm từ nhựa HDPE có độ kín cao, không gây rò rỉ.

– Máy ly tâm là một máy sử dụng lực ly tâm để tách các thành phần của mẫu dựa trên khối lượng riêng của chúng. Khi máy ly tâm quay, nó tạo ra một lực ly tâm mạnh. 

II. Cách chọn ống ly tâm phù hợp:

Máy ly tâm trong phòng thí nghiệm là dụng cụ thông dụng, hàng ngày. Việc sử dụng máy ly tâm ngày càng trở nên phổ biến, vì vậy, việc lựa chọn đúng máy ly tâm và ống ly tâm phù hợp với mục đích là một công đoạn khá khó khăn. Có một số yếu tố cần xem xét khi chọn đúng ống hình nón để ly tâm. Chúng bao gồm yêu cầu lực ly tâm tương đối, sự phù hợp của ống cụ thể trong rôto, thể tích mẫu và sự tương thích của mẫu với vật liệu làm ống. Hiểu các yêu cầu của ứng dụng ly tâm trước chọn một ống hình nón có thể ngăn ngừa rò rỉ hoặc thất thoát mẫu, cho phép dễ dàng thu hồi mẫu và giảm nguy cơ hư hỏng có thể xảy ra đối với máy ly tâm và rôto.

*Các yếu cố cần cân nhắc khi lựa chọn 1 ống ly tâm phù hợp:

A. RPM và RCF:

Tất cả các ống ly tâm đều có tốc độ tối đa do nhà sản xuất xác định. Ống ly tâm được sử dụng ở tốc độ cao hơn mức giới hạn được sẽ có thể gây ra tình trạng mất mẫu và hư hỏng có thể xảy ra đối với máy ly tâm và rôto. Hầu hết các quy ước dùng để chỉ định tốc độ trong một trong hai vòng quay trên phút (RPM) hoặc lực ly tâm tương đối (RCF).

Hiểu về sự khác biệt giữa RPM và RCF rất quan trọng. Rôto quay ở giá trị RPM được chỉ định và lực tác dụng lên mẫu vật phụ thuộc vào rôto của bán kính, với bán kính lớn hơn tác dụng lực lớn hơn lên mẫu vật. Giá trị RCF đại diện cho lực hấp dẫn tác dụng lên mẫu. Nó quyết định kết quả sự ly tâm không phụ thuộc vào kích thước rôto. RCF được đo bằng lực x trọng lực hoặc lực G và có liên quan nhiều hơn đến tác động thực tế và kết quả của quá trình ly tâm hơn RPM. Người dùng nên kiểm tra giá trị RCF được yêu cầu bởi các dụng cụ cụ thể để đảm bảo rằng lực ly tâm không vượt quá quy định của nhà sản xuất.

B. Sự phù hợp của ống ly tâm hình nón trong rôto ly tâm:

– Điều quan trọng cần lưu ý là hiệu suất trong việc sử dụng ống ly tâm phần lớn phụ thuộc vào mức độ phù hợp của ống với rôto quay (hoặc bộ chuyển đổi rôto). Để ống ly tâm đạt hiệu suất, bắt buộc phải có liên hệ giữa ống và rôto / bộ chuyển đổi để lực ly tâm có thể được tác động cho rôto nhiều hơn là cho là ống. Lực tác động trực tiếp lên ống hình nón có thể gây ra các dòng ứng suất, phồng, hoặc nứt.

Ví dụ, khi sử dụng rôto gầu xoay( swing-out bucket rotor) trong thiết bị ly tâm, hướng của lực G tập trung vào đáy hình nón của ống sẽ khóa ống ở vị trí trung tâm của rôto. Trong một số trường hợp, điều này không cho phép phần dưới của ống tạo ra tiếp xúc với rôto / bộ chuyển đổi. Lực ly tâm trên thành bên của ống hình nón không thể chuyển sang rôto và có thể gây ra hư hỏng cho phần dưới của ống (Hình 1).

– Khi sử dụng rôto góc cố định trong thiết bị ly tâm, mặt bên của ống tiếp xúc với rôto / bộ chuyển đổi và hầu hết lực ly tâm tác dụng lên ống có thể là chuyển sang rôto (Hình 2). Do đó, ống hình nón trong rôto góc cố định có thể được quay với giá trị RCF cao hơn so với rôto gầu xoay. 

C. Khả năng tương thích hóa học:

Ngoài giá trị RCF tối đa, khi đánh giá ống ly tâm, điều quan trọng là phải đảm bảo rằng các thành phần mẫu sẽ không gây hại cho chất liệu nhựa của ống. Hóa chất có thể ảnh hưởng đến tính linh hoạt, kết cấu bề mặt, màu sắc và hình dạng của nhựa. Hóa chất bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, thời gian và tần suất tiếp xúc, nồng độ hóa chất, và lực ly tâm. Những thay đổi vật lý và hóa học có thể do tiếp xúc với hóa chất bao gồm: 

• Nhựa hấp thu dung môi, dẫn đến làm mềm hoặc trương nở.

• Ứng suất làm nứt nhựa. 

• Sự thẩm thấu của dung môi trong mẫu qua nhựa. 

• Sự hòa tan của polyme trong mẫu.

D. Thể tích mẫu:

Trước khi chọn kích thước ống ly tâm, thế tích của mẫu cần được xác định trước. Thể tích mẫu là cho các rôto có sẵn trong phòng thí nghiệm được giới hạn và quy ước nghiêm ngặt. Nói chung, một ống ly tâm phải chứa một lượng mẫu chiểm ít nhất 75% ống.

Trong một số trường hợp, chẳng hạn như với ống siêu ly tâm, yêu cầu ống phải được lấp đầy hoàn toàn để tránh bị hỏng. Sử dụng ống ly tâm đầy ít hơn một nửa so với lượng yêu cầu có thể dẫn đến tăng ứng suất cắt và có thể dẫn đến hỏng ống.

Nếu khối lượng mẫu có sẵn nhỏ hơn khối lượng mẫu quy định, sử dụng bộ điều hợp có sẵn cho hầu hết các rôto từ nhà sản xuất. Bộ điều hợp cho phép một ống thể tích nhỏ hơn sẽ được sử dụng để cung cấp một thể tích thích hợp. Điều này là cần thiết vì quá trình ly tâm khuyến nghị giá trị RCF cao.

E. Tóm tắt:

Các nhà nghiên cứu đã chứng minh các yếu tố quan trọng cần xem xét khi chọn ống hình nón để ly tâm để việc rò rỉ hay mất mát mẫu được giảm ở mức tối thiểu. Các yếu tố đã đề cập trong bài viết này bao gồm giá trị RCF theo yêu cầu của quy ước, phù hợp của ống hình nón cụ thể trong rôto, thể tích mẫu và khả năng tương thích hóa học của mẫu với vật liệu ống. Người dùng nên xác minh giá trị RCF tối đa của ống ly tâm để đảm bảo rằng tốc độ cần thiết không vượt quá quy định của nhà sản xuất. 

III. Ứng dụng và lĩnh vực ứng dụng của ống ly tâm:

1. Trong phòng thí nghiệm:

– Tách đồng vị

– Thu nhận chế phẩm enzyme sau khi kết tủa bằng cồn

– Tách hỗn hợp các chất có mật độ tương đương nhau hoặc các chất lỏng không thể trộn lẫn riêng biệt và các chất rắn lơ lửng/trầm tích.

– Để phân tích tính chất thủy động lực học của các đại phân tử.

2. Trong sinh học:

– Thanh lọc tế bào.

3. Trong thực phẩm:

– Tách bột phấn khỏi nước.

– Loại bỏ chất béo khỏi sữa để sản xuất sữa tách kem.

– Làm rõ và ổn định rượu.

4. Trong y tế:

– Tách các thành phần nước tiểu và các thành phần máu trong các phòng thí nghiệm pháp y và nghiên cứu.

– Hỗ trợ quá trình tách protein bằng các kỹ thuật tinh chế như tách muối, ví dụ: kết tủa amoni sunfat.

5. Trong đời sống thực tế: 

– Tách bùn nước thải.

– Tổng hợp vật chất trong môi trường trọng lực cao.

– Tách các hạt khỏi luồng không khí bằng cách sử dụng tách xyclonic.

IV. Các loại ống ly tâm chúng hiện đang cung cấp:

– Ống ly tâm tiệt trùng

+ 50ml

+ 15ml

– Ống ly tâm không tiệt trùng

+ 50ml

+ 15ml