卓上遠心機 – metoree本番管理

卓上遠心機とは

卓上遠心機

卓上遠心機とは、遠心分離機の卓上型のものです。

遠心分離機 (遠心機) は、遠心力を利用して試料を粒子の比重に応じて分離させる装置を指します。卓上型と言っても、簡易的な構造・機能を持つ小型のものから、床置き型と同様の機能を卓上型にまとめたものまで多種多様です。

使用できる容器も、マイクロプレート、マイクロチューブ、試験管、遠沈管など目的に応じて色々な種類があります。卓上遠心機は国内外で製造されており、国産の装置も多いです。

遠心分離機は様々な業種で使われていますが、卓上型は科学実験用として運用されることが多い状況です。

また、医療用としても血球、血清、血漿の分離などに使用されています。血液採取後、速やかに血漿や血清を分離する必要がある場合は、比較的場所を取らない卓上遠心機を設置しておけば便利です。

用途に応じて、さまざまなローターの形状や回転数の製品があります。一度に処理する必要があるサンプルの数や、必要な遠心力が異なっているためです。

物質にはそれぞれ特有の比重があります。卓上遠心機で分離の対象となる生体試料の特定の画分や様々な粒子も、それぞれの成分構成に応じた比重を持ちます。

遠心分離は、遠心力を利用して、これらの比重の差で各画分を分離させるものです。一般に比重が大きいものは沈降しやすく、静置しても重力によりいつかは分離します (他の性質の影響で分離しないこともあります) が、遠心分離では遠心力を加えることで速やかに分離を行います。

回転数を厳密に設定せずに使う、簡易の卓上型の遠心分離機です。主にマイクロチューブと呼ばれる小型のプラスチック試験管 (容積1.5 mL) に対応しています。

ちょっとしたスピンダウン (沈殿を下部に集める) や、遠心ろ過 (フィルターカートリッジを備えたマイクロチューブに遠心力を加えて迅速にろ過を行う) に用いられます。

床置き型と同じ用途ですが、床置きの面積を確保しなくても卓上に設置できるのが利点です。冷却・加温ができるものもあります。

大型のものではスイングローターの使用が可能なものがありますが、卓上型ではアングルローターのみに対応しているものが多いです。スイングローターは大型の遠沈管やマイクロプレートなど寸法が大きい容器に対応できますが、回転数を高くすることができません。

アングル型はローターに適合する遠沈管 (適合するマイクロチューブを含む) しか使用できませんが、高い回転数で使用できます。

遠心力は回転半径に比例し、回転数の二乗に比例します。同一のローターであれば回転半径は同じであるため、遠心力のために設定で変えられる部分は回転数です。

遠心力 (相対遠心加速度) の単位はg (gravity) 、回転数の単位はrpm (revolutions per minute) です。使用時には、各メーカーが提供している換算表を用いてgとrpmの変換ができます。

遠心分離を行う際は、目的に応じて対応可能な機種を選ぶ必要があります。沈降しやすいものを分離するだけであれば強い遠心力が必要とされませんが、分離したいもの相互 (例えば目的物の粒子と分散媒体である水溶液) の比重の差が小さい時には分離が難しいためです。

細胞や血球を分離するときは、3,000rpm程度の低速遠心でほとんどが分離できます。代表的なローターで、遠心力1,000g程度に相当します。DNAやRNA抽出の場合は、数万rpmの遠心力が必要となるため、高速遠心機を用います。この場合は、12,000g程度が必要です。

遠心分離する前には、試料のバランスを確認することが重要です。試料の重さが偏った状態で高速回転させると振動が生じ、遠心分離機が壊れる危険性があるためです。

遠心分離する前に使用する容器の材質の強度が遠心力に耐えうるか確認することも必要です。通常は遠心機で使用することを前提に設計された容器を用います。使用前に、容器が損傷していないことを確認することも重要です。

冷却下での使用後には、装置内の水分を乾燥させることが求められます。精密に加工されている遠心機は少しの腐食や錆でも不具合の原因となるためです。

参考文献
https://doi.org/10.14894/faruawpsj.2.2_110
https://www.himac-science.jp/useful/centrifugation/centrifugation.html