Centrifugación: Métodos y usos prácticos en laboratorio

Mediante el proceso de centrifugación, se pueden separar mezclas compuestas por elementos sólidos y líquidos de distinta densidad, exponiéndolos a una fuerza giratoria en la intensidad que se necesite, según la muestra que se esté trabajando.

Utilizando una centrífuga en el laboratorio, se puede separar el plasma de la sangre, así como también las plaquetas, los organelos intracelulares y el ADN. Este proceso empuja los elementos más densos de la muestra lejos del centro de rotación, mientras que los menos densos quedan en el centro.

Este método también tiene una complejidad al utilizarse en el laboratorio, es por eso que existen distintos tipos de centrifugación para el objetivo que se necesite:

  • Diferencial: Se utiliza como primer proceso para la separación de moléculas. Aquí las partículas de densidades similares sedimentan juntas, aprovechando las diferencias en velocidad de sedimentación de las moléculas de la muestra.
  • Isopícnica: En este método, se pueden separar partículas que comparten el mismo coeficiente de sedimentación, añadiendo a ellas medios de distinta densidad.

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  • Zonal: Previo a la realización de este proceso, la muestra se posiciona sobre un gradiente de densidad preformado, lo que tamiza las partículas al ser sometido luego a la fuerza centrífuga. Estas partículas se separan desde su diferencia de velocidad de sedimentación y su masa.
  • Ultracentrifugación: Muy utilizado para el estudio de las estructuras subcelulares. A medida que este proceso sedimenta las estructuras con sistemas de rotor fijo o de columpio, éstas se pueden monitorear utilizando luz ultravioleta o interferómetros.

Adicional a estos métodos de centrifugado, existen también procesos físicos y químicos que también sirven para separar mezclas, como el filtrado, el tamizado, la evaporación selectiva y la decantación. Todos ellos ampliamente utilizados en los procedimientos de laboratorio. 

Ultracentrifugación en la fabricación de vacunas en laboratorios
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Configuración de una centrífuga de laboratorio para la detección de virus

La centrifugación es una técnica fundamental en el procesamiento…

¿Cómo configurar su centrífuga de laboratorio?

La centrifugación es un  proceso mecánico por el…

Cómo se separa la sangre en una centrífuga de laboratorio

Una centrífuga en el laboratorio se utiliza para la separación de ciertas partículas de una solución. Dependiendo de los componentes de esta solución, la centrífuga debe ser utilizada a diversas velocidades, existiendo distintos modelos dependiendo del uso que sea necesario.

Un elemento altamente estudiado en los laboratorios es la sangre, la cual tiene cuatro componentes principales: glóbulos blancos, glóbulos rojos, plasma y plaquetas, estando este último también conformado por otro seis componentes diferentes.

Es esta diversidad de contenido en la sangre lo que la hace un elemento bastante particular al momento de someterlo a la centrífuga de laboratorio, ya que las células presentes en el plasma tienen características diferentes a las demás, por tanto, la forma en que se separan también cambia.

En el proceso llamado separación por sedimentación, estableciendo la combinación perfecta de fuerza centrífuga y tiempo, se pueden separar las plaquetas de los glóbulos rojos y blancos, ya que son más pequeñas. Pero si la sangre no se somete a la fuerza centrífuga por suficiente tiempo, sólo se logrará separar el plasma, el cual quedará en la parte superior y será rico también en plaquetas. En el fondo del recipiente, quedará un sedimento llamado sobrenadante.

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En el sobrenadante habrán partículas pequeñas bastante puras, pero si se desea una mayor cantidad de estas partículas, se deberá realizar una centrifugación a variadas velocidades y tiempos, lo que se conoce como centrifugación diferencial.

La sangre también se puede separar por densidad, lo que es muy útil para apartar los linfocitos. Ya que su densidad es menor a la de otras células, al realizar el proceso, la sangre se pone en capas sobre un líquido con una densidad específica, luego se realiza la centrifugación, resultando en los linfocitos formando una banda flotante que está muy bien separada del resto de los glóbulos, los cuales quedarán al fondo del recipiente. Finalmente, el plasma y plaquetas flotaran en la parte superior. 

En un principio, la separación de la sangre surgió como una forma de realizar transfusiones a pacientes que sólo requerían de ciertos elementos de la sangre. Pero ahora este método se utiliza en laboratorio con un sinfín de usos dedicados a mejorar la salud de las personas.

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Configuración de una centrífuga de laboratorio para la detección de virus

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Configuración de una centrífuga de laboratorio para la detección de virus

La centrifugación es una técnica fundamental en el procesamiento y aislamiento de diferentes muestras de virus. En el mercado existen numerosos kits de aislamiento que requieren de esta técnica para la obtención de resultados. 

La configuración de la Centrifuga adecuada permite, además de garantizar óptimos  resultados durante el aislamiento viral,  optimizar los costos del procedimiento.

A continuación se resume un ejemplo de flujo de trabajo en tres etapas para detección de virus y una guía rápida para identificar la correcta configuración de la centrifuga para cada una de las etapas del proceso.

Etapa 1: Recolección de sobrenadante


Esta etapa consiste en la toma de muestras, la agitación de éstas en un vortex y la posterior centrifugación de estas muestras para recolectar el sobrenadante, el cual se transfiere para purificar los ácidos nucleicos virales. Es un proceso generalmente manual, que debe realizarse con cuidado, y un aspecto a considerar para la configuración de su equipo, es que la centrifugación se realiza por 5 minutos a 2.000 xg

Alternativas de rotores y buckets para la recolección de sobrenadante:

Rotor centrifuga transferencia GRA-15/10-12
Rotor centrifuga transferencia GRA-15-16A
Bucket centrifuga transferencia GLB-15-8-100
Adaptador centrifuga transferencia GAM-15-12 (r250)
Adaptador centrifuga transferencia GAM-15-20 (r750)
Adaptador centrifuga transferencia GAM-15-19 (750)

Etapa 2: Preparación de ácidos nucleicos (ARN)

Para el proceso de aislamiento y purificación de ácidos nucleicos (ARN) pueden aplicarse diferentes métodos. Uno de los más utilizados emplea Tubos de microfiltro, los cuales son sometidos al proceso de centrifugación (De acuerdo con protocolo de kits MN):

  • Para el binning: centrifugación por 1 min a 8,000 xg.
  • Para el lavado:
    • centrifugación por 1 min a 8,000 xg, dos veces.
    • centrifugación por 3 min a 11,000 xg.
  • Para eluir: centrifugación por 1 min a 11,000 xg.

Alternativas de rotores para la preparación de ARN por tubos de microfiltro:

Rotor centrifuga RNA GRF-m2.0-12
Rotor centrifuga RNA GRE-M-m2.0-24
Rotor centrifuga RNA GRE-M-m2.0-36

Etapa 3: Reacción PCR

Esta etapa consiste en la amplificación del material del ARN aislado del virus. La PCR es una prueba que presenta un grado de complejidad, por lo que necesita personal entrenado y preparado para su realización.

Algunos aspectos clave:

  • El equipo de cuantificación PCR en tiempo real se utiliza generalmente con formato de microplacas de 96 pocillos.
  • Antes de iniciar la reacción de PCR, se realiza una centrifugación rápida de microplacas.
  • Ocasionalmente, en caso de que el número de test no sea grande, se utiliza el formato de tiras PCR.

Alternativas de rotores para tubos de PCR y microplacas:

Rotor centrifuga PCR GRF-m0.2-32
Rotor centrifuga PCR GRF-M-m0.2-64
Rotor centrifuga PCR GRD-M-mw-2
Rotor centrifuga PCR GRS-S-mw-2

Rotor centrifuga PCR GLP-mw-r750

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¿Cómo configurar su centrífuga de laboratorio?

La centrifugación es un  proceso mecánico por el cual se pueden separar sólidos de líquidos de diferente densidad mediante una fuerza centrífuga (fuerza  rotativa) la cual imprime a la mezcla  una fuerza mayor que la de la gravedad, provocando la sedimentación de los sólidos o de las partículas de mayor densidad.

Tipos de centrifugación

  • Centrifugación de escala preparativa (más usada): Se utiliza para aislar partículas para su aprovechamiento posterior ,según la velocidad de sedimentación (centrifugación diferencial), la masa (centrifugación zonal) o la densidad (centrifugación isopícnica).
  • Centrifugación de escala analítica: Permite determinar propiedades físicas como la velocidad de sedimentación o el peso molecular.

Tipos de Rotor

  • Rotores de ángulo fijo: sostienen los tubos en un ángulo con respecto al eje de rotación. El ángulo varía según los diferentes rotores, pero lo más común es entre 25° a 40
    • La sedimentación es más rápida
    • Las partículas se recolectarán parcialmente a lo largo del lateral del tubo, lo que dificulta la recolección.
Rotor de Ángulo Fijo
  • Rotores basculantes: Los tubos se colocan en un dispositivos (cestilla) que, al girar el rotor, se coloca en disposición perpendicular al eje de giro. Así pues los tubos siempre giran situados perpendicularmente al eje de giro. 
Rotor basculante

Preguntas para configurar una centrífuga de laboratorio

  • Aplicación
  • Velocidad de trabajo (en RPM o RFC): variable o fija
  • Tipo de rotor: fijo o basculante
  • Tipo de tubo
  • Cantidad de tubos
  • Volumen de trabajo
  • Temperatura de trabajo: requiere o no requiere refrigeración
  • Espacio físico
Buckets
Adaptadores

Tipos de Centrífugas

  • Microcentrífugas: máximo 17.000 RPM
  • Centrífugas clínicas de baja velocidad: máximo 4.000 RPM
  • Centrífugas multipropósito de alta velocidad: máximo 16.000 RPM
  • Centrífugas de alta capacidad y alta velocidad: máximo 22.000 RPM

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