Una centrífuga de laboratorio es un equipo de laboratorio , impulsado por un motor, que hace girar muestras líquidas a alta velocidad. Existen varios tipos de centrífugas, según el tamaño y la capacidad de la muestra. [1]
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.
Existen varios tipos de centrifugación:
Existen diferentes tipos de centrífugas de laboratorio:
(dispositivos para tubos pequeños de 0,2 ml a 2,0 ml (microtubos), hasta 96 placas de pocillos, diseño compacto, tamaño reducido; hasta 30.000 g)
(dispositivos de velocidad moderada utilizados para aplicaciones clínicas como tubos de extracción de sangre)
(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 funciona en un buen vacío) y la frecuente necesidad de mantener las muestras a una temperatura determinada, muchos tipos de centrífugas de laboratorio están refrigeradas y con temperatura regulada.
Los tubos de centrífuga son tubos de vidrio o plástico de alta resistencia y fabricados con precisión para encajar exactamente en las cavidades del rotor. Pueden variar en capacidad desde 50 ml hasta capacidades mucho más pequeñas utilizadas en microcentrífugas utilizadas ampliamente en laboratorios de biología molecular. Las microcentrífugas normalmente admiten tubos de microcentrífuga de plástico desechables con capacidades de 250 µL a 2,0 ml .
Los tubos de centrífuga de vidrio se pueden utilizar con la mayoría de los disolventes, pero suelen ser más caros. Se pueden limpiar como cualquier otro material de vidrio de laboratorio y se pueden esterilizar en autoclave . Pequeños rayones debidos a 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 los recorridos. Los tubos de centrífuga de plástico, especialmente, 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 considerarlos desechables.
En las microcentrífugas se utilizan habitualmente "tubos de microlitros" de plástico desechables de 0,5 ml a 2 ml. Están moldeados a partir de un plástico transparente flexible similar al polietileno , tienen forma semicónica y tienen tapas de sellado integrales con bisagras.
Las muestras más grandes se centrifugan utilizando botellas de centrífuga, cuya capacidad varía entre 250 y 1.000 mililitros. Aunque algunas están hechas de vidrio pesado, las botellas de centrífuga suelen estar hechas de plásticos irrompibles como polipropileno o policarbonato. Se pueden utilizar cierres de sellado para mayor seguridad a prueba de fugas.
La carga en una centrífuga de laboratorio debe equilibrarse cuidadosamente. Esto se logra utilizando una combinación de muestras y tubos de equilibrio que tengan todos el mismo peso o utilizando varios patrones de equilibrio sin tubos de equilibrio. [2] Es un problema matemático interesante resolver el patrón de equilibrio dados n ranuras y k tubos con el mismo peso. Se sabe que la solución existe si y sólo si tanto k como nk pueden expresarse como suma de factores primos de n. [3] Pequeñas diferencias en la masa de la carga pueden resultar en un gran desequilibrio de fuerzas cuando el rotor está a alta velocidad. Este desequilibrio de fuerzas fuerza el eje y puede provocar daños a 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 minuciosa del rotor y de los mecanismos de bloqueo de 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 se bloquea durante el funcionamiento.
Los rotores de centrífuga tienen una enorme 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 rutinario o uso y mantenimiento inadecuados. Una falla de este tipo puede ser catastrófica , especialmente con centrífugas más grandes, y generalmente resulta en la destrucción total de la centrífuga. Si bien las centrífugas generalmente tienen protección de seguridad para contener estas fallas, dicha protección puede ser inadecuada, especialmente en modelos más antiguos, o toda la unidad centrífuga puede ser impulsada desde su posición, lo que resulta en daños al personal y al equipo cercano. Las fallas incontroladas del rotor han roto ventanas de laboratorio y destruido refrigeradores y gabinetes. Para reducir el riesgo de fallas del rotor, los fabricantes de centrífugas especifican procedimientos de operación y mantenimiento para garantizar que los rotores se inspeccionen periódicamente y se retiren del servicio o se reduzcan su potencia (solo se operen a velocidades más bajas) cuando hayan superado su vida útil esperada. [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 fijada al rotor. A continuación, el sistema hermético a los aerosoles compuesto por rotor y tapa se transfiere a la centrífuga. Luego se puede fijar el rotor dentro de la centrífuga sin abrir la tapa. Después del análisis, todo el conjunto del rotor, incluida la tapa, se retira de la centrífuga a la campana para realizar otros pasos, manteniendo las muestras dentro de un sistema cerrado.
