¿Qué son las centrífugas de laboratorio?

Por Paul Heney | 31 de mayo de 2023

Las centrifugadoras de laboratorio hacen girar muestras líquidas a alta velocidad para separar las sustancias según su masa. Por lo general, consisten en un eje motorizado vertical sobre el cual puede girar un rotor, y un pozo de carga superior con una cubierta sobre él. El rotor suele estar diseñado para sujetar de forma segura tubos centrífugos especiales que encajan firmemente en el rotor y utilizan un plástico o vidrio de alta resistencia. Las centrífugas más pequeñas son unidades de sobremesa, mientras que las centrífugas más grandes son de pie. Las velocidades de rotación van desde unas 4000 rpm para las centrífugas clínicas de baja velocidad hasta unas 20 000 rpm para las microcentrífugas y las de alta velocidad, mientras que las ultracentrífugas modernas giran a velocidades superiores a las 40 000 rpm.

Por lo general, los rotores de ángulo fijo sostienen los tubos de muestras en un ángulo fijo, con un simple bloque de material que contiene orificios en los que se insertan los tubos. Los rotores de cangilones oscilantes contienen bisagras para cada tubo, de modo que los tubos están orientados a lo largo de la línea de aceleración, apuntando hacia abajo en reposo donde la única aceleración se debe a la gravedad, y moviéndose progresivamente hacia la horizontal cuando la aceleración centrípeta se vuelve mayor que la gravedad. Los rotores zonales tienen una sola área central para contener muestras.

Es muy importante que las centrífugas estén correctamente balanceadas para evitar vibraciones excesivas y fallas potencialmente catastróficas. La energía cinética almacenada por una centrífuga cuando opera a alta velocidad puede ser muy alta y la liberación repentina de esta energía puede ser equivalente a un artefacto explosivo. El equilibrio se logra combinando tubos de muestra con tubos de equilibrio. La corrosión y el agrietamiento en el rotor también pueden provocar que el rotor explote bajo las fuerzas centrífugas masivas, por lo que la inspección y el mantenimiento son importantes.

En bioquímica y biología celular, la centrifugación diferencial se usa a menudo para separar orgánulos o virus. El principio es que la velocidad a la que se asientan las partículas suspendidas depende de la fuerza gravitacional, la diferencia de densidad entre la partícula y el fluido, la viscosidad del fluido y el tamaño y la forma de la partícula. Si la partícula es más densa que el fluido, se asentará… y si es menos densa, flotará. Las partículas más grandes se asientan más rápidamente y con fuerzas más bajas. La centrifugación de densidad flotante separa con mayor precisión las partículas según su densidad. Se puede utilizar para separar moléculas, isótopos moleculares y secuencias de ADN.