Una centrífuga de laboratorio es una pieza de equipo de laboratorio , accionada por un motor, que hace girar muestras líquidas a alta velocidad. Existen varios tipos de centrifugadoras, según el tamaño y la capacidad de la muestra. [1]
Usos | Separación |
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Como todas las demás centrífugas , las centrífugas de laboratorio funcionan según el principio de sedimentación , donde la aceleración centrípeta se utiliza para separar sustancias de mayor y menor densidad.
Tipos
Existen varios tipos de centrifugación:
- Centrifugación diferencial , a menudo utilizada para separar ciertos orgánulos de células completas para un análisis adicional de partes específicas de las células.
- Centrifugación isopícnica , a menudo utilizada para aislar ácidos nucleicos como el ADN
- Centrifugación en gradiente de sacarosa , a menudo utilizada para purificar virus y ribosomas envueltos, y también para separar orgánulos celulares de extractos celulares crudos.
Existen diferentes tipos de centrifugadoras de laboratorio:
- Microcentrífugas
(dispositivos para tubos pequeños de 0,2 ml a 2,0 ml (microtubos), hasta placas de 96 pocillos, diseño compacto, tamaño reducido; hasta 30.000 g)
- Centrífugas clínicas
(dispositivos de velocidad moderada utilizados para aplicaciones clínicas como tubos de extracción de sangre)
- Centrífugas multiusos de alta velocidad
(dispositivos para una amplia gama de tamaños de tubos, alta variabilidad, gran tamaño)
(modelos analíticos y preparativos)
Debido al calor generado por la fricción del aire (incluso en ultracentrífugas, donde el rotor opera en un buen vacío), y la frecuente necesidad de mantener las muestras a una temperatura determinada, muchos tipos de centrífugas de laboratorio se refrigeran y regulan la temperatura.
Tubos de centrífuga
Los tubos de centrífuga son tubos de vidrio o plástico de alta resistencia y precisión hechos para encajar exactamente en las cavidades del rotor. Pueden variar en capacidad desde 50 ml hasta capacidades mucho más pequeñas que se utilizan en microcentrífugas utilizadas ampliamente en laboratorios de biología molecular. Las microcentrífugas suelen acomodar tubos de microcentrífuga de plástico desechables con capacidades de 250 μl a 2,0 ml .
Los tubos de centrífuga de vidrio se pueden usar con la mayoría de los solventes, pero tienden a ser más costosos. Se pueden limpiar como cualquier otro material de vidrio de laboratorio y se pueden esterilizar en autoclave . Pequeños rayones por un manejo descuidado pueden causar fallas bajo las fuertes fuerzas impuestas durante una carrera. Los tubos de vidrio se insertan en fundas de goma blanda para amortiguarlos durante las carreras. Los tubos de centrífuga de plástico, en especial, tienden a ser menos costosos y, con cuidado, pueden ser tan duraderos como el vidrio. Se prefiere el agua cuando se utilizan tubos de centrífuga de plástico. Son más difíciles de limpiar a fondo y, por lo general, son lo suficientemente económicos como para considerarse desechables.
Los "tubos de microlitros" de plástico desechables de 0,5 ml a 2 ml se utilizan comúnmente en microcentrífugas. Están moldeados de un plástico transparente flexible similar al polietileno , son de forma semicónica, con tapas de sellado integrales con bisagras.
Las muestras más grandes se centrifugan utilizando botellas de centrífuga, que varían en capacidad de 250 a 1000 mililitros. Aunque algunas están hechas de vidrio pesado, las botellas de centrífuga generalmente están hechas de plásticos inastillables como polipropileno o policarbonato. Se pueden utilizar cierres herméticos para una mayor garantía de estanqueidad.
Seguridad
La carga en una centrífuga de laboratorio debe equilibrarse cuidadosamente. Esto se logra mediante el uso de una combinación de muestras y tubos de equilibrio que tienen el mismo peso o mediante el uso de varios patrones de equilibrio sin tubos de equilibrio. [2] Es un problema matemático interesante resolver el patrón de equilibrio dados n ranuras yk tubos con el mismo peso. Se sabe que la solución existe si y solo si tanto k como nk pueden expresarse como una suma de factores primos de n. [3] Pequeñas diferencias en la masa de la carga pueden resultar en un gran desequilibrio de fuerza cuando el rotor está a alta velocidad. Este desequilibrio de fuerza sobrecarga el eje y puede provocar daños en la centrífuga o lesiones personales. Algunas centrífugas tienen una función de detección automática de desequilibrio del rotor que interrumpe inmediatamente el funcionamiento cuando se detecta un desequilibrio.
Antes de poner en marcha una centrífuga, es obligatorio realizar una comprobación precisa de los mecanismos de bloqueo del rotor y la tapa. Un rotor que gira puede causar lesiones graves si se toca. Las centrífugas modernas generalmente tienen características que evitan el contacto accidental con un rotor en movimiento, ya que la tapa principal está bloqueada durante el funcionamiento.
Los rotores de centrífuga tienen una tremenda energía cinética durante la rotación a alta velocidad. La falla del rotor, causada por la tensión mecánica de las altas fuerzas impartidas por el motor, puede ocurrir debido a defectos de fabricación, desgaste de rutina o uso y mantenimiento incorrectos. Tal falla puede ser una falla catastrófica , especialmente con centrifugadoras más grandes, y generalmente resulta en la destrucción total de la centrifugadora. Si bien las centrífugas generalmente tienen un blindaje de seguridad para contener estas fallas, dicho blindaje puede ser inadecuado, especialmente en modelos más antiguos, o toda la unidad centrífuga puede ser impulsada desde su posición, resultando en daños al personal y equipo cercanos. Las fallas incontenibles de los rotores han roto las ventanas del laboratorio y destruido refrigeradores y gabinetes. Para reducir el riesgo de fallas en el rotor, los fabricantes de centrífugas especifican procedimientos de operación y mantenimiento para garantizar que los rotores se inspeccionen y retiren de servicio con regularidad o se reduzcan (solo se operen a velocidades más bajas) cuando hayan pasado su vida útil prevista. [4]
Otro peligro potencial es la aerosolización de muestras peligrosas durante la centrifugación. Para evitar la contaminación del laboratorio, se encuentran disponibles tapas de rotor con juntas especiales herméticas a los aerosoles . El rotor se puede cargar con las muestras dentro de una campana y la tapa del rotor se puede fijar en el rotor. Posteriormente, el sistema de rotor y tapa hermético a los aerosoles se transfiere a la centrífuga. A continuación, el rotor se puede fijar dentro de la centrífuga sin abrir la tapa. Después de la ejecución, todo el conjunto del rotor, incluida la tapa, se retira de la centrífuga a la campana para seguir los pasos, manteniendo las muestras dentro de un sistema cerrado.
Ver también
Referencias
- ^ Susan R. Mikkelsen y Eduardo Cortón. Química bioanalítica, cap. 13. Métodos de centrifugación. John Wiley & Sons, 4 de marzo de 2004, págs. 247-267.
- ^ Frothingham, R (febrero de 1999). "Centrifugación sin tubo de equilibrio" . Laboratorio americano . Shelton, CT: Comunicaciones científicas internacionales . 31 (19): 10. ISSN 0044-7749 . Consultado el 18 de marzo de 2011 .
- ^ El problema de la centrífuga - Numberphile
- ^ EH&S de la Universidad de Cornell. "Accidente de centrífuga" . Consultado el 29 de diciembre de 2010 .