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Centrífugas: princípios básicos da técnica de centrifugação

A centrífuga é amplamente utilizada em laboratórios clínicos para a separação de componentes. Em laboratórios que realizam análises bioquímicas em fluidos corporais, é rotineiramente usada para separar células sanguíneas do plasma, separar sedimentos da urina, medir a fração volumétrica dos eritrócitos no sangue e até mesmo em processos de extração de DNA.

O equipamento usa a força centrífuga para acelerar o processo de sedimentação. Devido ao movimento de rotação, as partículas de maior densidade migram para longe do eixo de rotação e são arremessadas para o fundo do tubo.

Nem todas as células sedimentam na mesma proporção, as grandes sedimentam mais rápido que as pequenas. Assim, um tipo de célula pode ser separado do outro se houver uma diferença suficiente no tamanho e na taxa de sedimentação. Com base neste princípio, as partículas são separadas dependendo de suas densidades, tamanho, força centrífuga e tempo de separação.

A centrífuga é um equipamento base e podem existir mais de uma em cada laboratório. Confira a seguir alguns dos principais conceitos da técnica de centrifugação, tão aplicada nas rotinas laboratoriais.

 

Tipos de centrífuga

Existem vários tipos de centrífuga. Além de variar conforme o tipo de rotor, as centrífugas diferem entre si em relação ao tamanho e ao modelo, de acordo com a aplicação.

Essas diferenças determinam a velocidade máxima da centrifugação, o controle de temperatura, a capacidade de tubos e o volume máximo de liquido por tubo.

 

Microcentrífuga

Utilizada para tubos de pequeno volume, entre 0,5 e 2mL.

 

Centrífuga de bancada

Amplamente utilizada para centrifugar diferentes amostras e volumes até 200mL.

 

Centrífuga clínica

Utilizada para a sedimentação de partículas em amostras biológicas (sangue, urina).

 

Ultracentrífuga

Atinge altas velocidades, até 500.000 g.

 

RCF x RPM

A força centrífuga relativa (FCR), ou RCF (do inglês relative centrifugal force), é gerada quando uma partícula é submetida a um movimento circular. A unidade de medida da RCF é g que equivale à aceleração da gravidade na superfície da Terra. Assim, a velocidade de uma centrífuga será fornecida em RCF (ou força g) ou em rotações por minuto (rpm).

Os protocolos técnicos costumam fornecer a velocidade em g. O valor de rpm depende do tamanho do rotor da centrífuga.

 

Velocidade de Centrifugação

Das duas unidades de força, a RCF é a unidade padrão para medidas de centrífugas e pode ser utilizada pela fórmula:

 

RCF = 0,00001118 x raio x rpm²

• RCF = força centrífuga relativa
• Raio = raio da centrífuga em centímetros
• Rpm = rotações por minuto

 

Procedimentos de centrifugação

Há dois tipos principais de centrifugação. O preparatório que consiste no isolamento de partículas específicas e também o diferencial, que é a medida das propriedades físicas de uma partícula.

Grande parte das centrifugações em laboratório é preparatória, mas existem ainda a centrifugação diferencial e por gradiente de densidade. Confira nesta página as características de todos esses tipos de centrifugação.

 

Conheça a aplicação de uma centrífuga em laboratório

 

Motor com escova X motor sem escova

O papel das escovas nos motores é conduzir a energia para que o motor possa funcionar. As escovas devem tocar o comutador para transferir a energia e este atrito constante entre as peças desgasta gradualmente a escova, que deve ser substituída constantemente.

Já as centrífugas modernas têm motores de indução que não possuem escovas e usam um mecanismo eletrônico para controlar a corrente. Possuem uma vida útil muito maior e é por esta razão que os motores com escova são cada vez menos utilizados hoje.

 

Balanceamento da centrífuga

A centrífuga deve sempre estar equilibrada. Assim, para cada tubo deve ser colocado outro tubo do lado oposto com o mesmo peso, balanceando a centrífuga.

Esse processo deve ser feito para todo o rotor e toda centrífuga, incluindo microcentrífugas e rotações de baixa velocidade.

Vale lembrar que nem sempre um tubo com o mesmo volume terá o mesmo peso, isso dependerá da densidade amostra. Em alguns casos, como na ultracentrífuga será necessário pesar os tubos individualmente.

 

 

 

Ângulo fixo X Ângulo variável

Existem diversos tipos de rotores, porém os mais comuns são de ângulo fixo e ângulo variável. No primeiro, a amostra é colocada a um determinado ângulo ao plano de rotação. Seu sistema de trabalho é mais rápido, pois a força centrífuga é aumentada e as substâncias são sedimentadas mais rapidamente.

Por outro lado, o rotor de ângulo variável permite que a amostra gire no eixo do plano de rotação. O movimento é mais suave e possibilita a formação de gradientes e camadas mais definidas, mas também é um processo mais demorado.

 

Ângulo fixo

Ângulo fixo

 

Ângulo variável

Ângulo variável

 

 

Limpeza e manutenção

Todos as centrífugas devem ser calibradas periodicamente, conforme determinado em procedimento padrão. A falta de manutenção, limpeza e uso inadequados podem comprometer o desempenho do equipamento.

 

Conheça a linha de centrífugas da Kasvi

 

 

 


Referências:

  • COMPRI-NARDY, Mariane B., STELLA, Mércia Breda, OLIVEIRA, Carolina de. Práticas de Laboratório de Bioquímica e Biofísica. Guanabara Koogan, 2009.
  • Lauritzen, M. (1992). Quantities and units for centrifugation in the clinical laboratory. The Journal of Automatic Chemistry, 14(3), 93–96. http://doi.org/10.1155/S1463924692000208  
  • ROSA, Gilber, GAUTO, Marcelo, GONÇALVES, Fábio. Química Analítica. Bookman, 2013.
  • ZUBRICK, James W. Manual de Sobrevivência no Laboratório de Química Orgânica – Guia de Técnicas para o Aluno, 9ª edição. LTC, 2016.
  • http://www.biomedicinabrasil.com