Para qué se utilizan las centrífugas, cómo funcionan, cómo elegir una centrífuga, consejos clave de seguridad, cómo equilibrar una centrífuga y los conceptos básicos del mantenimiento
1: ¿Para qué se utiliza una centrífuga?
Las centrífugas se utilizan en varios laboratorios para separar fluidos, gases o líquidos en función de la densidad. En los laboratorios de investigación y clínicos, las centrífugas se utilizan a menudo para la purificación de células, orgánulos, virus, proteínas y ácidos nucleicos.
Un ejemplo de uso de una centrífuga en un entorno clínico es la separación de componentes sanguíneos completos. Los diferentes ensayos requieren suero o plasma, que puede obtenerse mediante centrifugación.
El suero se obtiene dejando que una muestra de sangre total se coagule a temperatura ambiente. Luego, la muestra se centrifuga y el coágulo se elimina, dejando un flotante de suero.
A diferencia del suero, el plasma se obtiene de sangre total que no se deja coagular y contiene suero junto con factores de coagulación. Para obtener plasma, se recolecta una muestra de sangre completa en tubos tratados con anticoagulantes. Después de la centrifugación, se eliminan las células y queda el flotante de plasma.
2: ¿Cómo funciona la centrifugación?
Principios de centrifugación
Se utiliza una centrífuga para separar las partículas suspendidas en un líquido de acuerdo con el tamaño y la densidad de las partículas, la viscosidad del medio y la velocidad del rotor.
Dentro de una solución, la fuerza gravitacional hará que las partículas de mayor densidad que el solvente se hundan y las menos densas que el solvente floten hacia la parte superior. La centrifugación aprovecha incluso las diferencias mínimas en la densidad para separar las partículas dentro de una solución.
A medida que el rotor gira alrededor de un eje central, genera una fuerza centrífuga que actúa para alejar las partículas del eje de rotación. Si la fuerza centrífuga excede las fuerzas de flotación de los medios líquidos y la fuerza de fricción creada por la partícula, las partículas se sedimentarán.
Tipos de rotor de centrífuga
Hay dos diseños de rotor muy comunes: ángulo fijo y cucharón oscilante. El rotor de ángulo fijo está diseñado para mantener los tubos en una posición fija en un ángulo fijo con respecto al eje de rotación vertical (hasta aproximadamente 45°). La centrifugación hará que las partículas se sedimenten a lo largo del costado y el fondo del tubo. El diseño del cucharón oscilante permite que los tubos se balanceen desde una posición de reposo vertical para volverse paralelos a la horizontal durante la centrifugación. Como resultado, se formarán sedimentos a lo largo del fondo del tubo.
Los rotores de ángulo fijo son ideales para aplicaciones de granulación, ya sea para eliminar partículas de una suspensión y desechar los desechos o para recuperar la pastilla, mientras que los rotores de cubeta oscilante son los mejores para separar muestras de gran volumen a bajas velocidades y resolver muestras en gradientes de velocidad zonal (densidad).
3: ¿Cómo se elige una centrífuga?
Velocidad de centrifugado
Las centrífugas se pueden clasificar en función de las velocidades máximas, medidas como revoluciones por minuto (RPM). Las velocidades van desde 0-7,500 RPM para centrífugas de baja velocidad, hasta 20,000 RPM o más.
La velocidad del rotor de la centrífuga a menudo se expresa como RCF en unidades de gravedad (x g) para varios procedimientos. Sin embargo, muchas centrifugadoras muestran la velocidad como revoluciones por minuto (RPM), lo que requiere conversión para garantizar las condiciones experimentales correctas. La siguiente fórmula se utiliza para convertir RPM a RCF (en unidades x g), donde radio es el radio del rotor en cm:
RCF = (1.118) (10-5) (radio) (RPM)2
Tamaño de la centrífuga
Las centrífugas están disponibles en varios modelos de sobremesa o de pie.
Los modelos de suelo ofrecen una mayor capacidad de muestra y pueden alcanzar altas velocidades. Las centrífugas de supervelocidad pueden alcanzar una fuerza G máxima (fuerza centrífuga relativa, RCF) de más de 70.000 x g, y las ultracentrífugas que se utilizan a menudo para el fraccionamiento de ADN o ARN pueden alcanzar hasta 1.000.000 x g. Para aplicaciones de gran capacidad y baja velocidad, se encuentran disponibles centrifugadoras de baja velocidad que alcanzan aproximadamente 7000 x g.
Los modelos de sobremesa ocupan menos espacio y los modelos de uso general son ideales para una amplia gama de aplicaciones. Hay muchos modelos de sobremesa disponibles, incluidos los modelos de alta velocidad, microcentrífuga, clínicos y de lavado de celdas. Los modelos clínicos de sobremesa y los lavadores de células suelen funcionar a velocidades más bajas y son adecuados para aplicaciones de diagnóstico y lavado de residuos de glóbulos rojos.
Centrífugas para diferentes aplicaciones
Es fundamental seleccionar una centrífuga que se adapte a la aplicación específica. Al comprar una centrífuga, es importante tener en cuenta las siguientes preguntas:
• ¿Con qué volúmenes de muestra está trabajando? Para procesos que involucran volúmenes grandes o variables, un modelo de piso con mayor capacidad y diferentes configuraciones de rotor puede ser la mejor solución.
• ¿Son las muestras sensibles a la temperatura? Si es así, se requiere una centrífuga con opciones de refrigeración y control de temperatura.
• ¿Se utilizará la centrífuga para procesar muestras clínicas o de bancos de sangre? Hay lavadoras de células o modelos clínicos disponibles para estas aplicaciones específicas.
• ¿Cuánto espacio de laboratorio está disponible en comparación con la superficie de la centrífuga?
• ¿Cuál es la fuerza G máxima que puede generar la centrífuga? Las centrífugas de baja velocidad son ideales para separar células completas, mientras que las ultracentrífugas son necesarias para separar ADN y ARN.
Fuente: LabManager
