Tours par minute et × g ne sont pas la même chose
Une centrifugeuse fait tourner les échantillons pour accélérer la sédimentation des particules les plus denses. Ce qui compte pour la séparation, c’est l’accélération subie par l’échantillon, la force centrifuge relative (FCR, ou RCF en anglais), exprimée en multiple de la pesanteur terrestre, × g. La vitesse en tours par minute ne suffit pas : à vitesse égale, un rotor plus grand produit une force plus élevée.
C’est pourquoi les protocoles publiés indiquent des × g. Pour les reproduire sur votre centrifugeuse, il faut convertir en tr/min selon le rayon de votre rotor.
La formule
FCR = 1,118 × 10⁻⁵ × r × N²
avec r le rayon en centimètres entre l’axe du rotor et le point considéré, en général le fond du tube, et N la vitesse en tr/min. Inversement :
N = √(FCR ÷ (1,118 × 10⁻⁵ × r))
La constante vient de ω²r ÷ g, avec ω = 2π × N ÷ 60 et g = 9,81 m/s².
Exemple
Un rotor de 10 cm de rayon à 3 000 tr/min :
- FCR = 1,118 × 10⁻⁵ × 10 × 3 000² = 1 006 × g
- Accélération : environ 9 870 m/s²
- Pour obtenir exactement 1 000 × g sur ce rotor : 2 991 tr/min
Sur une microcentrifugeuse de 7 cm de rayon, 1 000 × g demandent environ 3 580 tr/min ; sur une grosse centrifugeuse au sol de 20 cm de rayon, environ 2 115 tr/min.
Bonnes pratiques
- Relevez le rayon maximal, jusqu’au fond du tube, dans la documentation du rotor. Certains protocoles utilisent le rayon moyen.
- La force croît avec le carré de la vitesse : doubler les tr/min multiplie la force par quatre.
- Ne dépassez jamais la vitesse nominale du rotor, des nacelles ou des tubes, et appliquez les réductions prévues par le fabricant pour les solutions denses.
- Équilibrez les tubes par la masse, et non par le volume, en les plaçant face à face.
- Notez dans vos méthodes la valeur en × g, la durée et, si besoin, la température.