Salute e malattia

Come funziona una centrifuga: separazione dei materiali per densità

Scienza rotante: la fisica della centrifugazione

Una centrifuga usa la rotazione rapida per generare forza centrifuga, separando miscele in strati basati sulla densità. È un cavallo di battaglia in laboratori, ospedali e industria.

Componenti principali

  • Rotore: Contiene i tubi campione; design ad angolo fisso o a secchi oscillanti.
  • Motore: Fa ruotare il rotore a migliaia di RPM (giri al minuto).
  • Camera: Racchiude il rotore; spesso refrigerata per campioni sensibili alla temperatura.
  • Pannello di controllo: Imposta velocità, tempo, temperatura e profili di accelerazione/decelerazione.

Il principio di separazione

Forza centrifuga = massa × raggio × (velocità angolare)². Le particelle più dense subiscono una forza verso l'esterno maggiore, migrando verso il fondo del tubo. I componenti meno densi (plasma, olio, surnatante) risalgono in alto. Si formano bande distinte: le più dense in basso, le meno dense in alto.

Applicazioni comuni

  • Laboratorio clinico: Separare plasma/siero da globuli del sangue per analisi.
  • Banca del sangue: Isolare piastrine, globuli rossi, plasma per trasfusione.
  • Ricerca: Pellet di cellule, organelli, acidi nucleici, proteine.
  • Industriale: Separare panna da latte, olio da acqua, solidi da fanghi.

Tipi di centrifughe

  • Microcentrifughe: Da banco, tubi 1,5–2 mL, fino a 15.000+ RPM. Base per biologia molecolare.
  • Centrifughe ad alta velocità: Volumi maggiori, 20.000+ RPM. Frazionamento cellulare, purificazione virus.
  • Ultracentrifughe: 100.000+ RPM. Separazione macromolecole, gradienti di densità.
  • Centrifughe industriali: Flusso continuo, grandi volumi (acque reflue, alimentare, chimico).

Da una goccia di sangue a un serbatoio di acque reflue, la centrifuga trasforma differenze di densità in separazione pulita.