Una centrífuga de laboratorio es un equipo de laboratorio , accionado 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 se aprovecha la aceleración centrípeta para separar sustancias de mayor y menor densidad.
Existen varios tipos de centrifugación:
Existen diferentes tipos de centrífugas de laboratorio:
Debido al calor generado por la fricción del aire (incluso en ultracentrífugas, donde el rotor opera en un buen vacío) y la necesidad frecuente de mantener las muestras a una temperatura determinada, muchos tipos de centrífugas de laboratorio están refrigeradas y su temperatura está 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. Su capacidad puede variar desde 50 ml hasta capacidades mucho más pequeñas que se utilizan en las microcentrífugas que se utilizan ampliamente en los laboratorios de biología molecular. Las microcentrífugas suelen alojar tubos de plástico desechables con capacidades de entre 250 μL y 2,0 ml .
Los tubos de centrífuga de vidrio se pueden utilizar con la mayoría de los disolventes, pero tienden a ser más caros. Se pueden limpiar como cualquier otro material de vidrio de laboratorio y se pueden esterilizar en autoclave . Los pequeños arañazos debidos a un manejo descuidado pueden provocar fallos debido a las fuertes fuerzas impuestas durante una prueba. Los tubos de vidrio se insertan en fundas de goma blanda para amortiguarlos durante las pruebas. Los tubos de centrífuga de plástico, en particular, 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.
En las microcentrífugas se utilizan habitualmente "tubos de microlitros" de plástico desechables de 0,5 ml a 2 ml. Están fabricados a partir de un plástico transparente flexible similar al polietileno , tienen forma semicónica y tapas de cierre hermético integradas y con bisagras.
Las muestras más grandes se centrifugan utilizando frascos para centrífuga, cuya capacidad varía de 250 a 1000 mililitros. Aunque algunos están hechos de vidrio pesado, los frascos para centrífuga suelen estar hechos de plásticos irrompibles, como polipropileno o policarbonato. Se pueden utilizar cierres herméticos para garantizar una mayor estanqueidad.
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 dadas n ranuras y k 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 tensiona el husillo 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 comprobar con precisión los mecanismos de bloqueo del rotor y de la tapa. Un rotor en movimiento puede provocar lesiones graves si se toca. Las centrífugas modernas suelen tener características que evitan el contacto accidental con un rotor en movimiento, ya que la tapa principal se bloquea durante el funcionamiento.
Los rotores de las centrífugas 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. Tal falla 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 cercanos. Las fallas del rotor sin control han destrozado 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 regularmente y se retiren del servicio o se reduzcan (solo se operen a velocidades más bajas) cuando hayan superado su vida útil esperada. [4]
Otro riesgo potencial es la aerosolización de muestras peligrosas durante la centrifugación. Para evitar la contaminación del laboratorio, existen 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 fija en el rotor. Después, el sistema hermético a los aerosoles de rotor y tapa se transfiere a la centrífuga. A continuación, el rotor se puede fijar dentro de la centrífuga sin abrir la tapa. Después del proceso, todo el conjunto del rotor, incluida la tapa, se retira de la centrífuga a la campana para los pasos siguientes, manteniendo las muestras dentro de un sistema cerrado.
