Sicheres Zentrifugieren: die 8 häufigsten Fehler vermeiden

Die Verwendung von Zentrifugen gehört in vielen Laboren zu den täglichen Routineaufgaben. Nicht immer ist dem Anwender dabei bewusst, welche immensen Kräfte bei sehr hohen Drehzahlen und großer Beladung auf Probengefäße, Rotor und Zentrifuge wirken. Diese stellen schnell ein Sicherheitsrisiko dar. Mit den folgenden Tipps sind Sie auch im hektischen Laboralltag auf der sicheren Seite beim Zentrifugieren. Sie erfahren, was die 8 häufigsten Fehler beim Zentrifugieren sind und wie Sie diese vermeiden.

Fehler 1: Falsche Beladung oder Ausbalancieren

Die richtige Beladung des Rotors ist ein wesentlicher Faktor für eine lange Lebensdauer von Rotor und Zentrifuge. Um diese sicherzustellen, sollte die Beladung von Ausschwingrotoren immer symmetrisch und mit allen Bechern erfolgen. Das sorgt nämlich dafür, dass die Becher gleichmäßig ausschwingen. Bei Schwenkbechern kann produktionsbedingt ein geringer Gewichtsunterschied auftreten. Daher ist eine angegebene Nummerierung oder Gewichtsklasse zu beachten, um an gegenüberliegenden Positionen jeweils Becher der gleichen Gewichtsklasse zu verwenden. Gegenüberliegende Proben sollten nach Augenmaß oder auf 1,0 g genau (0,1 g bei Ultrazentrifugen) ausbalanciert werden.

Fehler 2: Falsche Rotormontage

Um Unfälle zu vermeiden, muss der Rotor ordnungsgemäß eingesetzt und sicher befestigt sein. Der Rotor ist dazu gerade, d.h. ohne zu verkanten, auf der Spindel zu platzieren. Es empfiehlt sich hier das Verschrauben gemäß der Bedienungsanleitung vorzunehmen. Bitte kontrollieren Sie den festen Rotorsitz immer noch einmal vor dem Start des Zentrifugationslaufs. Noch einfacher geht dies jedoch mit dem Auto-Lock™-System der meisten Thermo Scientific™ Zentrifugensysteme, mit dem der Rotor in wenigen Sekunden gewechselt werden kann. Dabei reicht ein einfacher Knopfdruck, um den Rotor sicher zu befestigen bzw. wieder zu entnehmen. Damit die Becher im Ausschwingrotor leicht ausschwingen können, müssen die Schwenkzapfen regelmäßig leicht gefettet werden. Becher und Adapter sollten regelmäßig gereinigt und danach trocken gelagert werden. Die O-Ringe an Rotoren und Becher sollten vor jedem Lauf kontrolliert und regelmäßig mit Vakuumfett leicht geschmiert werden. Bei einer Beschädigung ist der O-Ring sofort zu ersetzen.

Fehler 3: Ungeeignete Flaschen und Röhrchen

Um Beschädigungen und Auslaufen zu vermeiden, müssen die maximal zugelassenen RZB-Werte und Füllhöhen immer eingehalten werden. Außerdem ist die chemische Beständigkeit zu beachten – Polycarbonatgefäße sind z.B. nicht geeignet für starke Basen und sollten daher u.a. nicht mit Spülmaschinensalzen in Berührung kommen. Beim Verschließen der Gefäße dürfen die Deckel nicht verkantet werden. O-Ringe und Dichtungen sollten immer kontrolliert und bei Beschädigung ausgetauscht werden. Flaschen gehören zum Verbrauchsmaterial und müssen regelmäßig ersetzt werden – Flaschen mit Rissen dürfen nicht mehr verwendet werden.

Fehler 4: Zu hohe Beladung

Für alle Rotoren ist eine maximale Beladung bei maximaler Drehzahl definiert. Bei Überschreitung dieser Beladung ist die Drehzahl entsprechend zu verringern, um eine Gefährdung durch zu hohe Zentrifugalkräfte zu vermeiden. Bei Ultraspeed Ausschwingrotoren gilt es darüber hinaus die Dichte des Gradientenmediums zu beachten. Alle wichtigen Daten finden Sie in der Bedienungsanleitung des Rotors – lesen Sie diese daher immer sorgfältig durch!

Fehler 5: Korrosion

Korrosion entsteht durch Einwirkung von Chemikalien und Feuchtigkeit. Um Korrosion zu vermeiden, empfiehlt es sich den Rotor nach jedem Durchlauf zu reinigen und anschließend zu trocknen sowie die Adapter immer aus dem Rotor zu entfernen. Reinigung und Sterilisation dürfen nur mit den in der Bedienungsanleitung angegebenen Reinigungsmitteln und Methoden erfolgen. Kratzer in der Oberfläche sollten vermieden werden, weil das Material dort anfälliger für Korrosion ist. Das regelmäßige, sehr dünne Auftragen von Korrosions-Schutzöl (bitte hierzu die Bedienungsanleitung des Rotors beachten) sorgt für einen besseren Schutz der Metalloberflächen. Für Applikationen mit korrosiven Chemikalien sind Kohlefaser-Rotoren eine gute Alternative!

Fehler 6: Zu lange Nutzungsdauer des Rotors

Durch die hohen g-Kräfte, die bei der Zentrifugation auf die Rotoren einwirken, verändert sich die Atomgitterstruktur und es kommt allmählich zu einer Materialermüdung. Bei Ultraspeed-Rotoren ist sicherzustellen, dass es nicht zu einer Überschreitung der empfohlene Zyklenzahl kommt. Hier bietet es sich daher an ein Rotor-Log-Buch zu führen. Viele Ultrazentrifugen der heutigen Generation bieten hierfür eine automatische Rotor-Lebensdauerüberwachung, die den Einsatz einzelner Rotoren aufzeichnet und so die Überwachung erleichtert.

Wie lange können Sie einen Rotor sicher verwenden?

Rotormaterial	Herstellergarantie	Lebensdauer
Kunststoff	5 Jahre	bis zu 20 Jahre / 30.000 Läufe
Aluminium (Superspeed)	7 bis 10 Jahre	15 Jahre
Aluminium (Ultraspped)	7 Jahre / 2.000 Läufe	10 Jahre / 2.000 Läufe
Titan (Festwinkelrotor)	7 Jahre / 5.000 Läufe	10 Jahre / 5.000 Läufe
Titan (Ausschwingrotor)	5 Jahre / 2.000 Läufe	10 Jahre / 2.000 Läufe
Kohlefaser	15 Jahre	keine Angabe

Tabelle 1: Verwendung eines Rotors nach Einsatzbereich. Quelle: Thermo Scientific™

Eine genaue Prüfung des Rotors ist immer dann notwendig, wenn der Rotor erste Kratzer aufweist oder er einmal vom Labortisch herunter gefallen ist. Dies gilt auch für den Fall, dass äußerlich keine Beschädigung zu erkennen ist. Generell empfiehlt sich eine regelmäßige fachmännische Überprüfung der Rotoren. Auch Adapter altern mit der Zeit. Es empfiehlt sich, diese vor jedem Lauf zu kontrollieren und sie spätestens beim Ersetzen des Rotors ebenfalls auszutauschen.

Fehler 7: Austritt von Aerosolen

Die Freisetzung von Mikroorganismen, wie beispielsweise Aerosolen, ist in jedem Fall zu vermeiden, da sie gesundheitsgefährdend für den Anwender sein können und andere Proben oder gar die gesamte Zentrifuge kontaminieren können. Um dies zu unterbinden, empfiehlt es sich aerosoldichte Deckel für Schwenkbecher oder Rotoren zu verwenden. Diese gibt es auch in einfach zu handhabender Ausführung ohne mehrfach zu drehende Schraubverschlüsse und komplizierte Hochdruckklammern.

Fehler 8: Falscher Aufstellort

Rund um die Zentrifuge sollte ein Sicherheitsbereich mit jeweils 30 cm Abstand in alle Richtungen freigehalten werden. In diesem Bereich sollten sich während des Zentrifugierens keine Personen aufhalten oder Gefahrstoffe, wie beispielsweise ein Chemikalienschrank, Glasflaschen oder ein Glasschrank, in unmittelbarer Nähe befinden. Darüber hinaus ist sicherzustellen, dass die Zentrifuge bei einem Unfall auch im Sicherheitsbereich stehen bleibt. Geräte, die sich bei einem Rotorunfall mehr als 30 cm bewegen, müssen am am Boden oder Labortisch festgeschraubt werden. Ist die Einhaltung des 30 cm Abstandes nicht möglich, kann eine Fixierung der Zentrifuge ebenfalls für Sicherheit sorgen. Gekühlte Zentrifugen benötigen außerdem ausreichende Belüftung. Dafür sind meist 7 cm bis 10 cm Abstand zur Wand oder zu anderen Geräten notwendig.

Fazit

Es zeigt sich: Sicheres Zentrifugieren ist gar nicht so schwer! Mit der richtigen Beladung und sicheren Befestigung des Rotors, den passenden Röhrchen oder Flaschen, sowie der regelmäßigen Pflege und Kontrolle von Rotoren und Zubehör können Sie Unfälle vermeiden und somit für mehr Sicherheit in Ihrem Labor und für eine längere Lebensdauer Ihrer Zentrifugen und Rotoren sorgen.

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Dieser Artikel entstand mit freundlicher Unterstützung von Ulrich Schleis, Produktspezialist Zentrifugation bei Thermo Fisher Scientific – unserem TOP-Partner für hochwertige Laborgeräte.