Die Wahl der richtigen Zentrifuge

Man unterscheidet hauptsächlich:

• Die so genannten „Standard“-Zentrifugen“: sie sind oft vielseitig einsetzbar und können für Urinanalysen, Stuhlanalysen uÄm eingesetzt werden. Ihre Drehzahl liegt zwischen 5.000 und 15.000 U/min.

• Die Mikrozentrifugen: sie kommen im Allgemeinen für kleine Probenvolumen zum Einsatz, wie z.B. Kapillarröhrchen. Sie werden hauptsächlich für Blutanalysen verwendet. Ihre Drehzahl beträgt mehr als 10.000 U/min. Diese Zentrifugen haben eine kompakte Bauweise.

• Ultrazentrifugen: es sind Zentrifugen mit extrem hoher Geschwindigkeit. Sie sind in der Regel für fortgeschrittene Analysen in spezialisierten Labors oder im Rahmen der Forschung bestimmt. Ihre Drehzahl liegt zwischen 50.000 und 100.000 U/pm.

• Die manuellen Zentrifugen: sie funktionieren dank einer vom Bediener betätigten Kurbel. Ihre Drehzahl beträgt maximal 3.000 U/pm.

Je nach Zentrifugentyp und spezieller Anwendung können die folgenden Merkmale beobachtet werden:

• In der Hämatologie: man identifiziert Hämatokritzentrifugen oder Zentrifugen für Blutbanken. Diese kompakten Zentrifugen bestimmen in effizienter Weise den Volumenanteil der Erythrozyten im Blut. Sie können oft 24 Kapillaren gleichzeitig aufnehmen und ihre maximale Drehzahl beträgt in der Regel 12.000 U/min.

• In der Molekularbiologie: hier kann man beispielsweise den Kauf von Zentrifugen in Betracht ziehen, die sich für die Extraktion der DNA eignen. Je nach Probentyp kann es im letzteren Fall erforderlich sein, über eine gekühlte Zentrifuge zu verfügen. Kühlzentrifugen werden eingesetzt, um Proben zu verarbeiten, die auf einer konstanten Temperatur gehalten werden müssen. Daher ist es wichtig, dass sie mit maximalen Drehzahlen arbeiten und gleichzeitig eine konstante Temperatur beibehalten. In den meisten Fällen liegt der Temperaturbereich dieser Zentrifugen zwischen -20 und -40 Grad Celsius, was sie beispielsweise für die ADN- oder RNA-Analyse ideal macht.

• In der Bakteriologie: hier werden Zentrifugen beispielsweise für die Zytologie von Flüssigkeiten verschiedener Genese eingesetzt.

• In der Parasitologie: Zentrifugen werden hier zur Durchführung von Parasitenkonzentrationstests eingesetzt.

• In der Toxikologie, Pharmakologie usw.

Der Markt bietet verschiedene Rotortypen. Die untenstehenden sind die bekanntesten:

• Die Winkel- oder Festwinkelrotoren: diese Rotoren bestehen aus Metallblöcken mit Aushöhlungen im Inneren, die je nach Modell in einem Winkel von 15 bis 35 Grad zur Horizontalen geneigt sind. In diese Aushöhlungen platziert man die zu zentrifugierenden Röhrchen. Im Allgemeinen sind diese Rotoren relativ kompakt und aufgrund ihres relativ kurzen Radius ist es einfacher, sie schnell zu drehen. Die Partikel neigen dazu, sich hauptsächlich entlang der Wand des Röhrchens und nicht an seinem Boden sedimentieren. Die meisten Zentrifugen mit durchschnittlicher oder hoher Geschwindigkeit verwenden diesen Rotortyp.

• Schwingkopf-Rotoren (swing out): sie ermöglichen es, dass das Röhrchen während der Schwingung den Hubwinkel ändert. Die Behälter sind vertikal im Stillstand und horizontal im Betrieb. Die Partikel können sich somit direkt am Boden des Röhrchens absetzen, ohne jemals an seine Wände zu gelangen. Der Hauptnachteil dieses Rotortyps besteht darin, dass er keine sehr hohen Geschwindigkeiten erreichen kann, weil die Schaufeln in horizontaler Position den Radius des Rotors enorm erweitern, was das Erreichen hoher Drehzahlen erschwert. Man nutzt diese Rotoren häufig für Forschungsanwendungen mit geringem Volumen.

Um den passenden Rotor zu wählen, müssen folgende Kriterien berücksichtigt werden:

• Die Kapazität: die Anzahl Proben, die ein Rotor aufnehmen kann
• Die Geschwindigkeit: die Geschwindigkeit richtet sich nach der Art des gewählten Rotors. Mit Festwinkelrotoren können wesentlich höhere Drehzahlen erreicht werden als mit oszillierenden Schaufelrotoren (siehe vorherigen Absatz).
• Die Art der zu zentrifugierenden Probe.

Für diverse Anwendungen ist es wichtig, ein Modell zu wählen, das für verschiedene Rotoren geeignet ist. Es ist daher darauf zu achten, dass der Rotorwechsel leicht durchführbar ist. Einige Modelle sind mit einem automatischen Rotor-Identifikationssystem ausgestattet.

Der verfügbare Platz im Labor im Allgemeinen und auf dem Tisch im Besonderen wird das wichtigste Kriterium bei der Wahl der Zentrifugenkonfiguration sein.

So unterscheidet man:

• Die Tischzentrifugen (kompakt oder nicht): sie sind klein und können leicht auf einem Labortisch installiert werden. Sie sind robust, langlebig, von relativ hoher Kapazität und können mit 5.000/6.000 U/min betrieben werden. Alle Labors der klinischen Biologie verfügen in der Regel über diesen Zentrifugentyp. Einige Modelle können gekühlt werden und ermöglichen so das Zentrifugieren von empfindlichen Substanzen wie z.B. bestimmte Gerinnungsfaktoren.

• Die größeren Zentrifugen sind in der Regel bodenstehend: wenn das Labor Organisation und Tischfläche optimieren möchte, ist die freistehende Zentrifuge eine gute Wahl. Diese Geräte können große Mengen oder eine sehr große Anzahl von Röhrchen verarbeiten. Ihre Drehzahl ist hoch, meist um die 30.000 U/min, und sie sind meist gekühlt. Nachteilig ist ihr hohes Gewicht, das bei der Installation berücksichtigt werden muss.

Es ist zu beachten, dass gekühlte oder belüftete Zentrifugen mehr Platz benötigen als herkömmliche Zentrifugen.

Es gibt viele wichtige Merkmale sowohl für die Ergonomie als auch für die Sicherheit von Anwendern und Proben. Folgende Optionen sollten erwähnt werden:

• Gekühltes Gerät, nicht gekühltes Gerät, beheiztes Gerät;
• Deckelverriegelung;
• Stromzufuhr über Batterien;
• Geräuscharme oder mit schallisoliertem Gehäuse versehene Modelle
• Modelle mit oder ohne Timer zur Einstellung der Zentrifugierungszeit;
• Tachometer zur Messung der Rotationsgeschwindigkeit;
• Digitalanzeige
• Drehzahlprogrammierung (Beschleunigung und Abbremsung);
• Automatische Auswuchterkennung bei Rotorunwucht;
• Autoklavierbares Zubehör.