O que são centrífugas de laboratório?

Por Paul Heney | 31 de maio de 2023

As centrífugas de laboratório giram amostras líquidas em alta velocidade, para separar as substâncias de acordo com sua massa. Eles normalmente consistem em um eixo motorizado vertical em torno do qual um rotor pode girar – e um poço de carga superior com uma tampa sobre ele. O rotor é normalmente projetado para segurar com segurança tubos de centrífuga especiais que se encaixam perfeitamente no rotor e usam plástico ou vidro de alta resistência. Centrífugas menores são unidades de bancada, enquanto centrífugas maiores ficam no chão. As velocidades rotacionais variam de cerca de 4.000 rpm para centrífugas clínicas de baixa velocidade a cerca de 20.000 rpm para centrífugas micro e de alta velocidade, enquanto ultracentrífugas modernas giram em velocidades acima de 40.000 rpm.

Normalmente, os rotores de ângulo fixo mantêm os tubos de amostra em um ângulo fixo, com um simples bloco de material contendo orifícios nos quais os tubos são inseridos. Os rotores de caçamba oscilantes contêm dobradiças para cada tubo, de modo que os tubos sejam orientados ao longo da linha de aceleração - apontando para baixo em repouso, onde a única aceleração é devida à gravidade, e movendo-se progressivamente em direção à horizontal na aceleração centrípeta torna-se maior que a gravidade. Os rotores zonais possuem uma única área central para armazenar amostras.

É muito importante que as centrífugas estejam corretamente balanceadas para evitar vibração excessiva e falhas potencialmente catastróficas. A energia cinética armazenada por uma centrífuga quando opera em alta velocidade pode ser muito elevada e a liberação repentina desta energia pode ser equivalente a um dispositivo explosivo. O equilíbrio é alcançado combinando tubos de amostra com tubos de equilíbrio. A corrosão e rachaduras no rotor também podem resultar na ruptura do rotor sob as enormes forças centrífugas, portanto, a inspeção e a manutenção são importantes.

Em bioquímica e biologia celular, a centrifugação diferencial é frequentemente usada para separar organelas ou vírus. O princípio é que a taxa na qual as partículas suspensas assentam depende da força gravitacional, da diferença de densidade entre a partícula e o fluido, da viscosidade do fluido e do tamanho e forma da partícula. Se a partícula for mais densa que o fluido, ela irá assentar… e se for menos densa, irá flutuar. Partículas maiores assentam mais rapidamente e com forças mais baixas. A centrifugação por densidade flutuante separa com mais precisão as partículas de acordo com sua densidade. Pode ser usado para separar moléculas, isótopos moleculares e sequências de DNA.