เครื่องเหวี่ยงแยกสารใน ห้องปฏิบัติการเป็นอุปกรณ์ในห้องปฏิบัติการที่ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ ซึ่งหมุนตัวอย่างของเหลวด้วยความเร็วสูง มีเครื่องเหวี่ยงแยกสารหลายประเภท ขึ้นอยู่กับขนาดและความจุของตัวอย่าง^{[ 1 ]}

เช่นเดียวกับ เครื่องเหวี่ยงแยกสารอื่นๆเครื่องเหวี่ยงแยกสารในห้องปฏิบัติการทำงานโดยใช้หลักการตกตะกอนโดย ใช้ แรงสู่ศูนย์กลางในการแยกสารที่มีความหนาแน่นมากและน้อยออกจากกัน

การเหวี่ยงแยกสารมีหลายประเภท:

• การปั่นแยกส่วนต่างระดับมักใช้ในการแยกออร์แกเนลล์บางชนิดออกจากเซลล์ทั้งหมด เพื่อนำไปวิเคราะห์ส่วนต่างๆ ของเซลล์ต่อไป
• การปั่นแยกด้วยแรงเหวี่ยงแบบไอโซพิคนิกมักใช้ในการแยกกรดนิวคลีอิก เช่นดีเอ็นเอ
• การแยกสารด้วยการเหวี่ยงหนีศูนย์กลางโดยใช้ความเข้มข้นของซูโครสมักใช้ในการทำให้ไวรัสที่มีเปลือกหุ้มและไรโบโซมบริสุทธิ์ และยังใช้ในการแยกออร์แกเนลล์ของเซลล์ออกจากสารสกัดจากเซลล์ดิบอีกด้วย

เครื่องเหวี่ยงแยกสารในห้องปฏิบัติการมีหลายประเภท:

ไมโครเซนทริฟิวจ์

อุปกรณ์สำหรับหลอดขนาดเล็กตั้งแต่ 0.2 มล. ถึง 2.0 มล. (ไมโครทิวบ์) รองรับแผ่นเพลทได้สูงสุด 96 หลุม ดีไซน์กะทัดรัด ขนาดเล็ก น้ำหนักไม่เกิน 30,000 กรัม

เครื่องเหวี่ยงแยกสารทางคลินิก

อุปกรณ์ความเร็วปานกลางที่ใช้ในงานทางการแพทย์ เช่น หลอดเก็บเลือด

เครื่องเหวี่ยงความเร็วสูงอเนกประสงค์

อุปกรณ์สำหรับท่อขนาดหลากหลาย มีความยืดหยุ่นสูง และมีขนาดใหญ่

เครื่องอัลตราเซนตริฟิวจ์

แบบจำลองเชิงวิเคราะห์และเชิงเตรียมการ

เนื่องจากความร้อนที่เกิดจากแรงเสียดทานของอากาศ (แม้ในเครื่องปั่นเหวี่ยงความเร็วสูงพิเศษ ซึ่งโรเตอร์ทำงานในสภาวะสุญญากาศที่ดี) และความจำเป็นในการรักษาอุณหภูมิของตัวอย่างให้คงที่อยู่บ่อยครั้ง เครื่องปั่นเหวี่ยงในห้องปฏิบัติการหลายประเภทจึงต้องมีระบบทำความเย็นและควบคุมอุณหภูมิ

หลอดปั่นเหวี่ยง เป็นหลอด แก้วหรือพลาสติกที่มีความแข็งแรงสูง ผลิตขึ้นอย่างแม่นยำ เพื่อให้พอดีกับช่องในโรเตอร์ ความจุของหลอดอาจแตกต่างกันไปตั้งแต่ 50 มิลลิลิตร ไปจนถึงขนาดเล็กกว่ามากที่ใช้ในเครื่อง ปั่นเหวี่ยงขนาดเล็ก (microcentrifuge) ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในห้องปฏิบัติการชีววิทยาโมเลกุล โดยทั่วไปแล้วเครื่องปั่นเหวี่ยงขนาดเล็กจะใช้หลอดปั่นเหวี่ยงพลาสติกแบบใช้แล้วทิ้งที่มีความจุตั้งแต่ 250 ไมโครลิตรถึง 2 มิลลิลิตร

หลอดเหวี่ยงแก้วสามารถใช้กับตัวทำละลายได้เกือบทุกชนิด แต่มีแนวโน้มที่จะมีราคาแพงกว่า สามารถทำความสะอาดได้เหมือนเครื่องแก้วในห้องปฏิบัติการ อื่นๆ และสามารถฆ่าเชื้อได้ด้วยการนึ่งฆ่าเชื้อ รอยขีดข่วนเล็กๆ จากการใช้งานที่ไม่ระมัดระวังอาจทำให้หลอดเสียหายได้ภายใต้แรงที่เกิดขึ้นระหว่างการทดลอง หลอดแก้วจะถูกใส่ไว้ในปลอกยางนุ่มๆ เพื่อรองรับแรงกระแทกระหว่างการทดลอง หลอดเหวี่ยงพลาสติกโดยเฉพาะอย่างยิ่ง มีแนวโน้มที่จะมีราคาถูกกว่า และหากใช้ด้วยความระมัดระวัง ก็มีความทนทานเท่ากับหลอดแก้ว ควรใช้น้ำเมื่อใช้หลอดเหวี่ยงพลาสติก เนื่องจากทำความสะอาดได้ยากกว่า และโดยทั่วไปมีราคาไม่แพงจนสามารถถือเป็นแบบใช้แล้วทิ้งได้

หลอดพลาสติกแบบใช้แล้วทิ้งขนาด "ไมโครลิตร" ปริมาตร 0.5 มล. ถึง 2 มล. นิยมใช้ในเครื่องปั่นเหวี่ยงขนาดเล็ก หลอดเหล่านี้ผลิตจากพลาสติกใสยืดหยุ่นคล้ายโพลีเอทิลีนมีรูปทรงกึ่งกรวย และมีฝาปิดแบบบานพับในตัว

สำหรับตัวอย่างขนาดใหญ่ จะใช้ขวดปั่นเหวี่ยง ซึ่งมีขนาดความจุตั้งแต่ 250 ถึง 1,000 มิลลิลิตร แม้ว่าบางชนิดจะทำจากแก้วหนา แต่โดยทั่วไปแล้วขวดปั่นเหวี่ยงมักทำจากพลาสติกที่ไม่แตกหักง่าย เช่นโพลีโพรพีลีนหรือโพลีคาร์บอเนต อาจใช้ฝาปิดเพื่อเพิ่มความมั่นใจในการป้องกันการรั่วซึม

โหลดในเครื่องปั่นเหวี่ยงในห้องปฏิบัติการต้องได้รับการปรับสมดุลอย่างระมัดระวัง ซึ่งทำได้โดยการใช้ตัวอย่างและหลอดปรับสมดุลที่มีน้ำหนักเท่ากันทั้งหมด หรือโดยการใช้รูปแบบการปรับสมดุลต่างๆ โดยไม่ต้องใช้หลอดปรับสมดุล^{[ 2 ]}การหารูปแบบการปรับสมดุลโดยกำหนดช่อง n ช่องและหลอด k หลอดที่มีน้ำหนักเท่ากันนั้นเป็นปัญหาทางคณิตศาสตร์ที่น่าสนใจ เป็นที่ทราบกันว่าคำตอบมีอยู่ก็ต่อเมื่อ k และ nk สามารถแสดงเป็นผลรวมของตัวประกอบเฉพาะของ n ได้^{[ 3 ]}ความแตกต่างเล็กน้อยในมวลของโหลดอาจส่งผลให้เกิดความไม่สมดุลของแรงอย่างมากเมื่อโรเตอร์หมุนด้วยความเร็วสูง ความไม่สมดุลของแรงนี้จะทำให้แกนหมุนเกิดความเครียดและอาจส่งผลให้เครื่องปั่นเหวี่ยงเสียหายหรือเกิดการบาดเจ็บได้ เครื่องปั่นเหวี่ยงบางรุ่นมีคุณสมบัติการตรวจจับความไม่สมดุลของโรเตอร์อัตโนมัติซึ่งจะหยุดการทำงานทันทีเมื่อตรวจพบความไม่สมดุล

ก่อนเริ่มใช้งานเครื่องปั่นเหวี่ยง จำเป็นต้องตรวจสอบกลไกการล็อกโรเตอร์และฝาปิดอย่างละเอียด การสัมผัสโรเตอร์ที่กำลังหมุนอาจทำให้เกิดการบาดเจ็บร้ายแรงได้ เครื่องปั่นเหวี่ยงสมัยใหม่โดยทั่วไปจะมีคุณสมบัติที่ป้องกันการสัมผัสโดยไม่ตั้งใจกับโรเตอร์ที่กำลังเคลื่อนที่ เนื่องจากฝาปิดหลักจะถูกล็อกในระหว่างการทำงาน

โรเตอร์ของเครื่องเหวี่ยงมีพลังงานจลน์ มหาศาล ในระหว่างการหมุนด้วยความเร็วสูง ความเสียหายของโรเตอร์ ซึ่งเกิดจากความเครียดทางกลจากแรงสูงที่มอเตอร์ส่งมา อาจเกิดขึ้นเนื่องจากข้อบกพร่องในการผลิต การสึกหรอตามปกติ หรือการใช้งานและการบำรุงรักษาที่ไม่เหมาะสม ความเสียหายดังกล่าวอาจเป็นความเสียหายร้ายแรงโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับเครื่องเหวี่ยงขนาดใหญ่ และโดยทั่วไปจะส่งผลให้เครื่องเหวี่ยงเสียหายทั้งหมด แม้ว่าเครื่องเหวี่ยงโดยทั่วไปจะมีแผ่นป้องกันความปลอดภัยเพื่อป้องกันความเสียหายเหล่านี้ แต่แผ่นป้องกันดังกล่าวอาจไม่เพียงพอ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในรุ่นเก่า หรือหน่วยเครื่องเหวี่ยงทั้งหมดอาจถูกผลักออกจากตำแหน่ง ส่งผลให้เกิดความเสียหายต่อบุคลากรและอุปกรณ์ที่อยู่ใกล้เคียง ความเสียหายของโรเตอร์ที่ไม่มีการควบคุมได้ทำให้กระจกห้องปฏิบัติการแตกและทำลายตู้เย็นและตู้เก็บของ เพื่อลดความเสี่ยงของความเสียหายของโรเตอร์ ผู้ผลิตเครื่องเหวี่ยงจึงกำหนดขั้นตอนการใช้งานและการบำรุงรักษาเพื่อให้แน่ใจว่าโรเตอร์ได้รับการตรวจสอบเป็นประจำและนำออกจากบริการหรือลดกำลัง (ใช้งานที่ความเร็วต่ำกว่าเท่านั้น) เมื่อเกินอายุการใช้งานที่คาดไว้^{[ 4 ]}

อันตรายอีกประการหนึ่งที่อาจเกิดขึ้นได้คือการฟุ้งกระจายของสารตัวอย่างที่เป็นอันตรายในรูปละอองลอยระหว่างการปั่นเหวี่ยง เพื่อป้องกันการปนเปื้อนในห้องปฏิบัติการ จึงมีฝาปิดโรเตอร์ที่มีซีลยางกันละอองลอยแบบพิเศษให้เลือกใช้ สามารถใส่สารตัวอย่างลงในโรเตอร์ภายในตู้ดูดควัน และปิดฝาโรเตอร์ให้สนิท จากนั้นจึงย้ายระบบปิดสนิทของโรเตอร์และฝาปิดไปยังเครื่องปั่นเหวี่ยง สามารถติดตั้งโรเตอร์ภายในเครื่องปั่นเหวี่ยงได้โดยไม่ต้องเปิดฝา หลังจากเสร็จสิ้นการทำงานแล้ว ชุดประกอบโรเตอร์ทั้งหมด รวมทั้งฝาปิด จะถูกนำออกจากเครื่องปั่นเหวี่ยงไปยังตู้ดูดควันเพื่อดำเนินการต่อไป โดยรักษาสารตัวอย่างไว้ในระบบปิด

• เครื่องอัลตราเซนตริฟิวจ์
• การแยกจากกัน
• ไซโตเซนทริฟิวจ์