Principios y Metodologías de la Separación por Fuerza Centrífuga

Centrifugación: Principios y Aplicaciones

La centrifugación es un método mecánico empleado para la separación de mezclas heterogéneas. Esta separación se basa en la diferencia de densidad de los componentes, inducida por la acción de la fuerza centrífuga.

• Sólido-sólido: Aplicable a suspensiones.
• Líquido-líquido: Aplicable a emulsiones.

Es fundamental recordar que cada fase presente en la mezcla posee su propia densidad característica.

Tipos de Centrífugas

Las centrífugas se clasifican según diversos criterios:

Clasificación por Velocidad de Centrifugación

• De baja velocidad (o sobremesa).
• De alta velocidad.
• Ultracentrífuga.

Clasificación por Tipo de Rotor

• Angular o fijo.
• Flotante o basculante.
• Vertical.

Clasificación por Función

• Microcentrífugas.
• Citocentrífuga.
• Microhematocrito.

Clasificación por Cantidad de Muestra y Objetivo Final

Centrífuga Analítica

Sus aplicaciones incluyen:

1. Averiguar la pureza de un compuesto.
2. Determinar la proporción relativa de sus componentes.
3. Conocer las estructuras moleculares.

Centrífuga Preparativa

Dentro de esta categoría se encuentran los siguientes tipos de gradientes:

• Preparativa diferencial.
• Preparativa en gradiente de densidad:
  • Preformado: Se prepara antes de centrifugar.
    • Discontinuo: Se depositan capas sucesivas de disolución con concentraciones decrecientes.
    • Continuo: Se preparan dos disoluciones con distintas concentraciones (ej. 5% y 30%) y se colocan en un dispositivo que forma gradientes. Se obtiene un fluido con un gradiente continuo de concentración, desde la más alta hasta la más baja utilizada.
  • Autoformado: La disolución se prepara y el gradiente se crea mediante centrifugación simultáneamente al fraccionamiento de la muestra. Incluye el método Continuo.

Aplicaciones de la Centrifugación

La centrifugación es esencial en diversas áreas, destacando:

1. Obtención de leucocitos.
2. Fraccionamiento subcelular: Mediante centrifugación diferencial a partir de un homogenizado tisular, se aíslan los diferentes componentes celulares: células, orgánulos, macromoléculas y otros solutos.
3. Obtención de suero (utilizando tubos con un gel de silicona en el fondo).
4. Concentración de células en líquidos corporales.
5. Extracción de biomoléculas.

Tipos de Centrifugación (Por Método de Separación)

Centrifugación Zonal o de Velocidad de Sedimentación

Se emplea un gradiente preformado, que puede ser continuo o discontinuo. La densidad máxima de este gradiente debe ser menor que la del componente de mayor densidad de la muestra. La muestra se deposita en la parte superior del gradiente y se centrifuga.

La centrifugación debe detenerse antes de alcanzar el equilibrio para evitar que las partículas más densas lleguen al fondo del tubo y se mezclen las bandas.

El resultado es que las partículas sedimentan formando zonas o bandas discretas. La recogida de los componentes separados se realiza aspirando cuidadosamente las diferentes bandas o, preferiblemente, perforando el fondo del tubo y recogiendo el líquido en fracciones a medida que cae.

Centrifugación Isopicnica o de Equilibrio de Sedimentación

En este método se utiliza un gradiente continuo de densidad, cuya densidad máxima es mayor que la del componente de mayor densidad de la muestra. Esto asegura que las partículas o células nunca sedimenten hasta el fondo, sino que alcanzan una posición estable en el gradiente.

Las partículas se concentran en una banda muy estrecha donde la densidad del medio es igual a la densidad propia de la partícula.

El tiempo de centrifugación suele ser largo, pudiendo extenderse hasta uno o dos días. Frecuentemente, la muestra se mezcla con el material que formará el gradiente, generando un gradiente autoformado durante la separación. Este proceso generalmente requiere velocidades muy altas (ultracentrifugación) para lograr la formación del gradiente.