Zentrifugieren

Zusammenfassung

Jedes Objekt, das mit konstanter Winkelgeschwindigkeit kreisförmig bewegt wird, erfährt eine nach außen gerichtete Beschleunigung. Diese Tatsache nutzt man beim Zentrifugieren aus, wobei man Zellen (Bakterien, Protisten, Gewebekulturen), Organellen (Mitochondrien, Plastiden, Lysosomen u. a.) und Kleinstpartikeln wie Makromoleküle (Viren) aus einer Lösung präparativ abtrennt bzw. anreichert. Vor allem in biochemisch-physiologisch arbeitenden Labors gehört der Einsatz der (Hochgeschwindigkeits-)Zentrifugation zu den wichtigsten Routinetrennmethoden. Ein erheblicher Teil der heute gewaltig angewachsenen Detailkenntnisse über Zellaufbau und Zellfunktionen konnte sich nur entwickeln, weil erst die ausgefeilten Zentrifugationstechniken die notwendigen Voraussetzungen für eingehendere Feinanalysen sauber präparierter Zellfraktionen boten.

Wichtigste Kenngröße einer Zentrifugation ist die relative Zentrifugalbeschleunigung (RZB, auch RFC = relative centrifugal force), die ein Teilchen beim Zentrifugenlauf erfährt. Den RZB-Wert gibt man meist in Vielfachen der Erdbeschleunigung g (g = 9,81 m s⁻²) an. Der genaue Wert hängt vom Radius des jeweils verwendeten Zentrifugenrotors und von der Umdrehungszahl (upm = Umdrehungen pro Minute oder rpm = revolutions per minute) ab. Die Umdrehungszahl und die Beschleunigung g lassen sich über die folgende Beziehung leicht ineinander umrechnen, wobei der Rotorradius r in mm anzugeben ist:

$$ g = 1{,}12 \times 10^{-6} \times r \times \text{upm}^2.$$

(14.1)