Rotor kątowy mikrowirówki z probówkami — Fot. Karbohut, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0.

Wirówki laboratoryjne – rodzaje, rotory, RCF a RPM, równoważenie i bezpieczeństwo

przez Rafał Larensa Na lis 3, 2026

W skrócie: wirówka laboratoryjna rozdziela składniki zawiesin i mieszanin siłą odśrodkową – cięższe cząstki osiadają na dnie probówki jako osad (pelet), a nad nimi zostaje supernatant. O rozdziale decyduje nie prędkość obrotowa (RPM), lecz względna siła odśrodkowa RCF wyrażana w wielokrotnościach g, zależna też od promienia rotora: RCF = 1,118 × 10⁻⁵ × r [cm] × RPM². Rodzaje: mikrowirówki, wirówki stołowe uniwersalne, z chłodzeniem, wysokoobrotowe, ultrawirówki i wirówki kliniczne; rotory kątowe i wychylne. Najważniejsza zasada bezpieczeństwa: równoważenie probówek co do 0,1 g i zamknięta pokrywa rotora. Poniżej: rodzaje, rotory, przeliczanie, dobór parametrów i pytania.

Jak działa wirówka?

W probówce stojącej nieruchomo cząstki opadają pod wpływem grawitacji (1 g) – komórki bakterii potrzebowałyby na to godzin, a białka nigdy nie osiadłyby w rozsądnym czasie. Wirówka zastępuje grawitację przyspieszeniem odśrodkowym: przy 4000 obr./min w rotorze o promieniu 10 cm cząstki „ważą” prawie 1800 razy więcej, a w ultrawirówce – nawet milion razy. Szybkość sedymentacji zależy od różnicy gęstości cząstki i cieczy, wielkości cząstki, lepkości ośrodka i właśnie od RCF. Dlatego protokoły podają zawsze ×g i czas, a nie same obroty – te same obroty w rotorze o innym promieniu dają inne ×g.

Rodzaje wirówek laboratoryjnych

Rodzaj	Typowe obroty / RCF	Probówki	Zastosowanie
Mikrowirówka	do 15 000–21 000 obr./min; do ok. 30 000 ×g	0,2–2 ml, paski PCR (adapter)	izolacja DNA/RNA, osadzanie komórek, odwirowanie kropli ze ścianek
Stołowa uniwersalna	do 4000–6000 obr./min (wychylny), do 15 000+ (kątowy)	1,5–50 ml, płytki, probówki krwi	hodowle, biochemia, próbki kliniczne, płytki wielodołkowe
Z chłodzeniem	jak wyżej, komora 4 °C (często −10…+40 °C)	jak wyżej	białka, enzymy, RNA – wszystko, co nie lubi ciepła; długie wirowania nagrzewają rotor
Wysokoobrotowa (stojąca)	do 25 000–30 000 obr./min; do ok. 100 000 ×g	50–1000 ml	frakcjonowanie komórek, osadzanie bakterii z litrów hodowli, organelle
Ultrawirówka	do 100 000–150 000 obr./min; do 1 000 000 ×g, próżnia w komorze	probówki specjalne, zgrzewane	wirusy, egzosomy, rybosomy, gradienty gęstości, analityczna ultrawirówka (sedymentacja białek)
Kliniczna / hematokrytowa	3000–4000 obr./min; hematokrytowa ok. 12 000 ×g	probówki krwi, kapilary	surowica, osocze, mocz, hematokryt
Wirówka do płytek / cytowirówka	niskie obroty	płytki 96/384, szkiełka	PCR, ELISA, preparaty cytologiczne (cytospin)

Rotory: kątowy, wychylny, pionowy

Rotor kątowy (fixed-angle, 25–45°) – probówki w otworach pod stałym kątem; krótsza droga sedymentacji, wysokie obroty, osad tworzy się na bocznej ściance. Standard w mikrowirówkach i wirówkach wysokoobrotowych.
Rotor wychylny (swing-bucket) – kubełki odchylają się do poziomu podczas wirowania; osad osiada równo na dnie, co ułatwia odciąganie supernatantu i rozdział w gradientach (np. Ficoll do izolacji limfocytów). Niższe obroty, płytki i probówki różnych rozmiarów w adapterach.
Rotor pionowy i blisko-pionowy – probówki pionowo, bardzo krótka droga sedymentacji; gradienty gęstości w ultrawirówkach.
Rotory specjalne: hematokrytowe (kapilary), do butli 500–1000 ml, do pasków PCR, cytologiczne.

Każdy rotor ma maksymalne obroty, maksymalną gęstość próbki (zwykle 1,2 g/ml – przy gęstszych roztworach, np. CsCl, obroty trzeba obniżyć) i limit cykli lub lat (zmęczenie materiału – rotory aluminiowe i z włókna węglowego mają określony resurs; producent podaje, kiedy wycofać rotor z użycia). Współczynnik k rotora pozwala porównać czas potrzebny do osadzenia cząstek w różnych rotorach: t₂ = t₁ × k₂/k₁.

RPM a RCF – jak przeliczać?

RCF (×g) = 1,118 × 10⁻⁵ × r × n², gdzie r to promień od osi obrotu do dna probówki w centymetrach (r_max), a n – obroty na minutę. Przykłady:

mikrowirówka, r = 7 cm, 13 000 obr./min → 1,118 × 10⁻⁵ × 7 × 13 000² ≈ 13 200 ×g;
wirówka stołowa z rotorem wychylnym, r = 16 cm, 4000 obr./min → ≈ 2 860 ×g;
chcąc uzyskać 500 ×g w rotorze o r = 16 cm: n = √(500 / (1,118 × 10⁻⁵ × 16)) ≈ 1 670 obr./min.

Nowoczesne wirówki przeliczają to automatycznie po wybraniu rotora – wystarczy ustawić ×g. Producenci podają r_max (dno probówki), r_min i r_av; protokoły zwykle odnoszą się do r_max.

Typowe parametry wirowania

Zadanie	RCF	Czas	Uwagi
Osadzanie komórek ssaczych (pasażowanie)	200–500 ×g	3–5 min	wyższe ×g uszkadzają komórki; rotor wychylny, temperatura pokojowa lub 4 °C
Osadzanie bakterii i drożdży	3000–5000 ×g	5–10 min	duże objętości w butlach; chłodzenie przy izolacji białek
Izolacja osocza / surowicy	1500–2000 ×g	10 min	probówki z żelem separującym wg instrukcji producenta; bez hamowania „na ostro”
Hematokryt (kapilary)	ok. 12 000 ×g	5 min	rotor hematokrytowy z uszczelką
Miniprep plazmidowy, strącanie DNA etanolem	12 000–16 000 ×g	1–30 min	mikrowirówka; DNA strąca się lepiej na zimno i dłużej
Lizat komórkowy – usunięcie debris	10 000–20 000 ×g	10–20 min, 4 °C	przed oczyszczaniem białek
Limfocyty na gradiencie Ficoll	400–800 ×g	20–30 min	rotor wychylny, hamowanie wyłączone
Osadzanie wirusów, egzosomów	100 000–120 000 ×g	1–2 h	ultrawirówka, probówki wypełnione zgodnie z instrukcją

Bezpieczeństwo i zasady pracy

Równoważ probówki parami naprzeciwko siebie: ta sama masa (z dokładnością 0,1 g przy wysokich obrotach), ten sam typ probówki i ta sama objętość; przy nieparzystej liczbie użyj probówki z wodą. Niewyważony rotor niszczy łożyska, a przy wysokich obrotach może rozerwać wirówkę.
Sprawdź, czy rotor jest dokręcony i czy pokrywa rotora jest założona. Dla próbek zakaźnych używaj rotorów lub kubełków z uszczelką aerozolową i otwieraj je w komorze bezpieczeństwa biologicznego.
Nie przekraczaj maksymalnych obrotów rotora ani maksymalnej gęstości próbki; w ultrawirówkach – stosuj tylko probówki dopuszczone do danego rotora i wypełniaj je według instrukcji (zapadnięcie probówki przy niepełnym wypełnieniu).
Nie otwieraj pokrywy przed całkowitym zatrzymaniem; współczesne wirówki mają blokadę, starsze – nie. Nie hamuj rotora ręką.
Po pracy z materiałem biologicznym zdezynfekuj komorę i rotor; po rozbiciu probówki – odczekaj kilkadziesiąt minut na opadnięcie aerozolu, potem dezynfekcja w środkach ochrony.
Rotory myj i susz po użyciu, nie zostawiaj ich w wirówce mokrych (korozja pod wpływem soli i zasad), nie używaj rotora z pęknięciami ani śladami korozji; prowadź dziennik cykli dla rotorów z limitem.
Wirówkę ustaw na stabilnym, poziomym blacie z odstępem ok. 30 cm wokół (strefa, w której nie stoją naczynia i ludzie podczas rozpędzania); w wirówkach z chłodzeniem – wolne wloty powietrza do skraplacza.

Jak dobrać wirówkę do laboratorium?

Objętość i rodzaj probówek – 1,5 ml i paski PCR (mikrowirówka), 15/50 ml i płytki (stołowa uniwersalna z rotorem wychylnym), butle (wysokoobrotowa).
Wymagane ×g – wynika z protokołów: hodowle komórkowe ≤ 500 ×g, miniprepy ≥ 12 000 ×g, izolacja organelli i białek 20 000–100 000 ×g.
Chłodzenie – konieczne przy pracy z białkami, RNA i przy wirowaniach dłuższych niż kilkanaście minut.
Rotory w komplecie – jeden rotor kątowy i jeden wychylny z adapterami pokrywają większość potrzeb; zwróć uwagę na dostępność rotorów po latach.
Hałas, wymiary, zasilanie – wirówki wysokoobrotowe wymagają często 16–32 A; ultrawirówka – pomieszczenia z odciągiem ciepła.
Dokumenty – deklaracja CE, instrukcja z tabelą rotorów, serwis i wzorcowanie (obroty, temperatura, czas) w laboratoriach akredytowanych.

Najczęstsze pytania o wirówki

Czy mogę wirować jedną probówkę?

Nie bez przeciwwagi – naprzeciwko musi stać probówka tego samego typu z taką samą masą (np. z wodą). Dotyczy to także mikrowirówek.

Dlaczego protokół podaje ×g, a moja wirówka tylko obroty?

Bo ×g zależy od promienia rotora. Przelicz: RPM = √(RCF / (1,118 × 10⁻⁵ × r)), gdzie r to promień w centymetrach podany w dokumentacji rotora.

Czym różni się rotor kątowy od wychylnego?

Kątowy trzyma probówki pod stałym kątem – pozwala na wyższe obroty, osad zbiera się na ściance; wychylny odchyla kubełki do poziomu – osad na dnie, łatwiejsze odciąganie supernatantu i praca z gradientami, ale niższe obroty.

Dlaczego próbka po wirowaniu jest ciepła?

Tarcie rotora o powietrze nagrzewa komorę – przy 15 000 obr./min przez 30 min nawet o kilkanaście stopni. Do próbek wrażliwych potrzebna jest wirówka z chłodzeniem lub wstępne schłodzenie rotora.

Co to jest uszczelka aerozolowa i kiedy jest konieczna?

To uszczelniona pokrywa rotora lub kubełka, która zatrzymuje aerozol powstający przy pęknięciu probówki. Jest wymagana przy wirowaniu materiału zakaźnego (krew, hodowle bakterii, wirusy) – rotor otwiera się wtedy w komorze bezpieczeństwa.

Jak długo można używać rotora?

Rotory wysokoobrotowe i ultrawirówkowe mają limit cykli lub lat (np. 10 lat albo określona liczba uruchomień) podany przez producenta; po jego osiągnięciu obniża się maksymalne obroty lub wycofuje rotor. Rotory z widoczną korozją lub pęknięciami wycofuje się natychmiast.

Zobacz też: Sprzęt laboratoryjny – przewodnik A–Z · Wyposażenie laboratorium mikrobiologicznego · Pipety automatyczne · Wyposażenie laboratorium – lista i konfigurator · Wycena wyposażenia laboratorium