Las centrífugas son equipos que se emplean en muchos laboratorios para separar partículas disueltas en líquidos o líquidos con diferentes densidades aplicándoles una fuerza centrífuga artificial. El uso de estos equipos permite el desarrollo de una fuerza significativamente mayor que la fuerza de la gravedad, acelerando así el proceso de separación y sedimentación.

Las aplicaciones de las centrífugas son múltiples y diversas, así, sirva como ejemplo de la variedad de usos que pueden tener los siguientes ejemplos:

• Sangre: para separar los componentes sanguíneos (glóbulos rojos, glóbulos blancos, plaquetas y suero).
• Cultivos celulares: para separar células de medios de cultivo o recolectar células en suspensión.
• Microbiología: para concentrar bacterias, hongos u otros microorganismos.
• Soluciones químicas: para separar compuestos.
• Alimentos: para análisis de componentes como grasas, proteínas, contaminantes…
• Orina: sedimentos urinarios (lo que queda en el fondo del tubo de centrifugación y que puede contener cristales, bacterias, etc) y sobrenadante (líquido que queda en la parte superior y en el que se encuentran electrolitos, urea, creatinina, etc).

Tipos de centrífugas

Centrífugas estándar multifunción: son equipos polivalentes, adecuados para prácticamente cualquier aplicación de separación en todo tipo de laboratorios (investigación, clínicos, industriales…). La velocidad de estos equipos oscila entre 5.000 y 15.000 rpm.

Microcentrífugas: Para centrifugar muestras muy pequeñas, en tubos capilares y a velocidades muy elevadas. Usualmente, se utilizan tubos de 1,5 ml, 0,5 ml, 0,2 ml y tiras de 8 tubos para PCR de 0,2 ml. Equipos de diseño compacto y con velocidad máxima sobre 12.000 rpm.

Muy útiles en aplicaciones donde se manejan cantidades muy limitadas de muestra. Son herramientas indispensables en aplicaciones de biología, microbiología, bioquímica, inmunología, farmacología, toxicología, etc.

Ultracentrífugas: son centrífugas que operan a velocidades extremadamente elevadas. Se suelen destinar a análisis avanzados en laboratorios especializados o en el contexto de la investigación. Giran a una velocidad de entre 50.000 y 100.000 rpm, generando fuerzas centrífugas muy intensas. Es la opción ideal para laboratorios de investigación y clínicos en los que se requiere la máxima precisión a nivel molecular en la separación de componentes.

Centrífuga manual: a diferencia de las automáticas, estos dispositivos funcionan mediante accionamiento manual y requieren que el usuario gire una manivela para generar la fuerza necesaria. Su velocidad de rotación es de 3.000 rpm como máximo.

Qué dice la fuerza centrífuga: ¿rotor fijo o basculante?

A menudo, el rendimiento de una centrífuga se especifica en función de la velocidad máxima alcanzable. Sin embargo, la velocidad expresa solo aproximadamente la fuerza real que se desarrolla en la muestra centrifugada y que genera su separación. Esta fuerza se expresa como fuerza de centrifugación relativa (RCF).

La RCF depende de dos factores principales: las revoluciones por minuto a las que gira el rotor (rpm) y su radio.

El valor de la RFC indica el múltiplo de cuántas veces la fuerza centrífuga excede la aceleración debida a la gravedad “g”. Observando la fórmula que se muestra en la gráfica inferior, se puede ver cómo el RCF es directamente proporcional al radio del rotor y está vinculado al cuadrado de la velocidad.

Esto significa que, por ejemplo, el RCF se duplica al duplicar el radio y se cuadriplica al duplicar la velocidad.

En consecuencia, el rendimiento de las centrifugadoras debe compararse únicamente con los valores expresados en RCF.

Ojo, es muy importante comprobar las especificaciones de los tubos y accesorios con los que se trabaje y asegurarse de que son los adecuados y deben controlarse los límites de temperatura a los que pueden trabajar, ya que tienden a calentarse durante la centrifugación, además del límite de velocidad, a menudo más bajo que el del rotor. Una RFC excesiva puede dañar el tubo y el contenido de la muestra, sobre todo si nos materiales biológicos sensibles. En el caso de tubos de vidrio, si se excede la RFC máxima que pueden soportar hay riesgo de fisuras o roturas, que pueden arruinar la muestra, además del peligro que conlleva.

Teniendo en cuenta esto, a la hora de escoger un rotor, hay varios aspectos a tener en cuenta:

• Tipo y número de muestras: ¿es necesario una mayor RFC? Por normal general, los angulares operan a mayores velocidades, por lo que es necesario considerar la sensibilidad de la muestra a la fuerza centrífuga. Igualmente, hay que sopesar si se necesita una separación en capas (rotor oscilante mejor) o una sedimentación rápida (rotor angular aconsejable). Por otro lado, en cuanto a la capacidad los rotores angulares por lo general disponen de un mayor número de posiciones por rotor.
• Velocidad: los angulares o fijos generalmente alcanzan mayores velocidades RFC.
• Versatilidad: los rotores oscilantes pueden ofrecer una mayor flexibilidad para diferentes protocolos de centrifugación.

A continuación, explicamos más en detalle cada uno de los tipos de rotor existentes:

• Rotores oscilantes (ángulo variable): Permiten que los tubos cambien de ángulo durante el ciclo. En la fase de centrifugación, los tubos adoptan una posición perpendicular al eje de rotación del rotor. En consecuencia, la distancia y el tiempo necesarios para la sedimentación son mayores, pero los límites de las fases se forman perpendiculares al tubo de ensayo y con mayor claridad. Los rotores oscilantes se utilizan para normalmente para centrifugar grandes cantidades de muestra a velocidad media.

                                                    Rotor S 4-175 para centrífuga NEYA, con adaptadores y separación oscilante.

• Rotores angulares o de ángulo fijo: El ángulo oblicuo de los tubos reduce la distancia de sedimentación, disminuyendo así el tiempo necesario para la separación de las fases que, sin embargo, están inclinadas con respecto al tubo y menos claras. Los rotores angulares se utilizan para centrifugar cantidades más pequeñas de muestra a alta velocidad.

                                                 Rotor A 8-50 para centrífuga NEYA, con accesorios.

Equilibrado del rotor

Antes de iniciar un ciclo de centrifugado es esencial equilibrar adecuadamente la carga del rotor.

Es importante que el balance se realice siempre de acuerdo con la regla de simetría de cargas, que siempre debe ser considerada en términos de peso y no por volumen. Es decir, el equilibrio de carga no debe hacerse exclusivamente llenando los tubos con el mismo volumen, es siempre necesario pesarlos.

En general, los rotores se utilizan a plena carga, es decir, que todos los compartimentos están llenos de tubos de ensayo. Si la cantidad de muestras a centrifugar no alcanzan el número máximo de ranuras posibles, es recomendable utilizar todos llenándolos con tubos que contienen agua. Esto proporcionará el equilibrio y la simetría necesaria para la aceleración y desaceleración más lineal. En cualquier caso, tanto con llenado de todos los alojamientos o llenados parcialmente, es absolutamente necesario distribuir las cargas simétricamente alrededor del eje del rotor.

En centrífugas como las NEYA, en el caso de que las cargas no estén bien equilibradas, la centrífuga entraría en desequilibrio y pararía inmediatamente.

Estos son algunos ejemplos de los equilibrios correctos e incorrectos:

¿Ventilada o refrigerada?

La principal diferencia entre una centrífuga ventilada y otra refrigerada no es otra que la forma en la que se maneja la temperatura de las muestras durante el proceso de centrifugado.

• Ventilada: la centrífuga está equipada con un sistema de refrigeración cuya misión es disipar el calor que se genera durante la centrifugación. No obstante, hay que tener en cuenta que no está diseñada para mantener una temperatura específica, por lo que si las muestras se centrifugan durante períodos prolongados pueden calentarse.
• Refrigeradas: en esta opción, el equipo cuenta con un sistema de refrigeración (ver imagen superior donde se señala el grupo frigorífico) que posibilita mantener y controlar la temperatura de las muestras durante el proceso. Estas centrífugas, por lo general, tienen un precio más elevado que las ventiladas, pero son las idóneas si se trabaja con muestras sensibles al calor y que pueden degradarse si no se controla este parámetro, como pueden ser, por ejemplo, proteínas, células o cultivos.

Multitud de accesorios para una configuración idónea

Una vez escogido el tipo de centrífuga y el rotor, es hora de elegir los accesorios que se necesitan para lleva a cabo la aplicación y adaptar el equipo a los diferentes tipos de muestras a tratar.

Los accesorios son múltiples y variados, algunos de los más comunes son:

• Tubos de centrífuga, de diferentes tamaños y materiales dependiendo del tipo de dispositivo utilizado y la aplicación.
• Adaptadores para los tubos, para poder trabajar con diferentes volúmenes.
• Tapas de seguridad, para evitar derrames (sobre todo cuando se usan líquidos).
• Cestas o buckets, esenciales para sujetar tubos dentro del rotor. Imprescindibles para que las muestras se centrifuguen de manera uniforme.

¿Buscas una centrífuga? En Cientisol disponemos de múltiples opciones para ofrecerte la que más se adapte a tus necesidades. No obstante, por su relación calidad/precio inmejorable y sus prestaciones, una muy buena opción son las centrífugas NEYA, unos equipos versátiles que y ponemos a tu alcance de la mano de LabProcess.

Para más información puedes descargar el folleto completo sobre centrífugas ventiladas y refrigeradas y los accesorios disponibles.

Si deseas más información, contacta con nosotros en el 981 936 338 o escríbenos a info@cientisol.com y estaremos encantados de atenderte.

FUENTE:

Fuente y crédito de imágenes: LabProcess.