Leitfaden - MVZ Labor Diagnostik Karlsruhe

44 Methoden Sedimentation und Zentrifugation Einführung In der Präanalytik spielt insbesondere die Abtrennung fester Bestandteile von Flüssigkeiten eine Rolle. In der Praxis sind die festen Bestandteile im Regelfall Blutzellen, Zellen in Synovia sowie Urin (Urin- sediment) oder auch im Liquor. Nach der Trennung bilden diese festen Bestandteile einen Bodensatz, die darüber befindliche Flüssigkeit nennt man Überstand. Speziell bei Blutproben bildet Serum oder Plasma den Überstand, je nach Ausgangsmaterial. Im Schwerkraftfeld der Erde erfährt jeder Körper eine Gewichtskraft FG, die sich aus dem Produkt seiner Masse m und der Erdbeschleunigung g ergibt: (1) Stellt man eine Suspension fester Bestandteile (z. B. Zellen) in einer Flüssigkeit einfach aufrecht hin, so sind sie der Schwerkraft ausgesetzt und sinken demgemäß innerhalb ihres Gefäßes Richtung Erdmittel- punkt zum Boden. Diesen Prozess nennt man Sedimentation, den sich bildenden Bodensatz Sediment. Je größer Partikel sind und je höher ihre Dichte ist, umso schneller sedimentieren sie. Dabei muss ihre Dichte ρP größer als die der umgebenden Flüssigkeit ρL sein, damit sie absinken. Geht man vereinfa- chend von einem kugelförmigen Partikel mit dem Durchmesser d aus, so kann die Geschwindigkeit der Sedimentation vSed berechnet werden: (2) Hierbei steht η in (2) für die Viskosität einer Flüssigkeit. Aus der Gleichung ist zu ersehen, dass Partikel geringer Größe (d ist klein) und geringer Dichte (die Differenz ρP - ρL ist klein) nur mit geringer Geschwin- digkeit sedimentieren, was zu großem Zeitverlust führen kann. Um dies auszugleichen, können Proben einer schnellen Drehbewegung um eine Drehachse (Rotationsachse) ausgesetzt werden. Die hier nun von der Drehachse weggerichtete Zentrifugalkraft FZ ermöglicht eine sehr viel schnellere Abtrennung fester Partikel in einer Flüssigkeit. Der Abtrennung mit Hilfe einer schnellen Rotationsbewegung (Dre- hung) wird Zentrifugation genannt. Die Zentrifugalkraft FZ wird ähnlich der Gravitationskraft in (1) aus dem Produkt von Masse m des abzu- trennenden Partikels und seiner Beschleunigung a berechnet: (3) Bei einer Drehbewegung auf einer Kreisbahn mit dem Kreisumfang (4) ist die Drehgeschwindigkeit v gleich dem Quotienten aus Kreisumfang (Weg) und Umdrehungszeit t: (5) FG = m ! g g = 9,81 m/s2 (1) vSed = d2 (!P "!L )g 18 # (2) FZ =m!a (3) U= 2!r (4) v = 2!r t (5) a = v2 r = ( 2!r t )2 r = 4 !2 r t2 (6) n= 1 t (7) t = 1 n (8) a = 4 !2 r t2 = 4 !2 r ( 1 n )2 = 4 !2 r"n2 (9) RZB= a g = 4 !2 r"n2 g = 39,48"r"n2 g = 39,48"r"n2 9,81 " s2 m = 4,024"r"n2 " s2 m (10) g = 981 cm ( 1 60 min)2 = 981 ! 3.600 !cm min2 = 35.316! cm min2 (11) FG = m ! g g = 9,81 m/s2 (1) vSed = d2 (!P "!L )g 18 # (2) FZ =m!a (3) U= 2!r (4) v = 2!r t (5) a = v2 r = ( 2!r t )2 r = 4 !2 r t2 (6) n= 1 t (7) t = 1 n (8) a = 4 !2 r t2 = 4 !2 r ( 1 n )2 = 4 !2 r"n2 (9) RZB= a g = 4 !2 r"n2 g = 39,48"r"n2 g = 39,48"r"n2 9,81 " s2 m = 4,024"r"n2 " s2 m (10) FG = m ! g g = 9,81 m/s2 (1) vSed = d2 (!P "!L )g 18 # (2) FZ =m!a (3) U= 2!r (4) v = 2!r t (5) a = v2 r = ( 2!r t )2 r = 4 !2 r t2 (6) n= 1 t (7) t = 1 n (8) FG = m ! g g = 9,81 m/s2 (1) vSed = d2 (!P "!L )g 18 # (2) FZ =m!a (3) U= 2!r (4) v = 2!r t (5) a = v2 r = ( 2!r t )2 r = 4 !2 r t2 (6) n= 1 t (7) FG = m ! g g = 9,81 m/s2 (1) vSed = d2 (!P "!L )g 18 # (2) FZ =m!a (3) U= 2!r (4) v = 2!r t (5) a = v2 r = ( 2!r t )2 r = 4 !2 r t2 (6) 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10