¿Qué es una Ultracentrifugadora?
Una ultracentrifugadora es un tipo de centrifugadora que puede generar una fuerza centrífuga de 100.000 g o más, llegando incluso a alcanzar 1.000.000 g.
Las centrifugadoras son dispositivos utilizados para separar muestras en función de su gravedad específica mediante la aplicación de fuerza centrífuga. Los precios de las ultracentrifugadoras varían según el diseño del rotor y la velocidad de rotación, y algunos equipos pueden tener un costo que oscila entre los 2 millones de yenes hasta más de 10 millones. En comparación con otros equipos de medición y análisis, las ultracentrifugadoras suelen ser consideradas equipos relativamente costosos.
Existen dos categorías principales de ultracentrifugadoras: las utilizadas para análisis y las utilizadas para separación. Sin embargo, cuando se habla de ultracentrifugadoras, normalmente se hace referencia a las de separación y no a las analíticas.
Usos de las Ultracentrifugadoras
El uso de las ultracentrifugadoras difiere entre las ultracentrifugadoras para análisis y las ultracentrifugadoras para separación. También las hay de tipo estacionario y de sobremesa, cada una de las cuales tiene una fuerza centrífuga máxima y una capacidad máxima de muestra diferentes, por lo que es importante seleccionar el equipo adecuado según la finalidad.
1. Ultracentrifugadoras Analíticas
Las ultracentrifugadoras analíticas se utilizan principalmente para analizar las propiedades materiales de las proteínas (forma, tamaño de partícula, peso molecular, estequiometría, pureza, comportamiento molecular, agregación de proteínas, interacciones, estructura 3D, etc.). Se utiliza para el análisis de la interacción proteína-proteína y la investigación de proteínas de membrana.
2. Ultracentrifugadoras de Separación
Las ultracentrifugadoras de separación se utilizan para la separación de ribosomas, fraccionamiento y purificación de orgánulos celulares y virus.
Principio de las Ultracentrifugadoras
Los rotores de las ultracentrifugadoras incluyen rotores oscilantes, rotores de ángulo fijo y rotores zonales, que pueden seleccionarse según el propósito.
1. Rotor Oscilante
En los rotores oscilantes, el recipiente que contiene la muestra gira horizontalmente para que el sedimento se deposite uniformemente y el sobrenadante pueda extraerse con facilidad.
2. Rotor de ángulo Fijo
Los rotores de ángulo fijo tienen un ángulo fijo con respecto al eje de rotación. Como la dirección de la fuerza centrífuga no es horizontal, el sedimento se acumula en los lados del recipiente.
En comparación con los rotores oscilantes, los sedimentos se acumulan de forma desigual, por lo que estos rotores son adecuados para la recogida de sedimentos.
3. Rotor Zonal
Los rotores zonales se utilizan para separaciones mediante centrifugación de gradiente de densidad. La muestra puede bombearse durante la rotación, lo que permite procesar grandes volúmenes. La rotación a alta velocidad con pesos de muestra desequilibrados puede provocar vibraciones y riesgo de rotura de la ultracentrifugadoras.
Antes de centrifugar, es necesario comprobar que la muestra está equilibrada, que el recipiente no está dañado y que la resistencia del material del recipiente utilizado puede soportar las fuerzas centrífugas.
Características de las Ultracentrifugadoras
Las centrifugadoras utilizan la diferencia de gravedad específica inherente a los materiales para separar las muestras utilizando la fuerza centrífuga. La cámara de las ultracentrifugadoras se mantiene en vacío y el rotor gira a gran velocidad para llevar a cabo la separación centrífuga.
1. Ultracentrifugadoras de Separación
Las ultracentrifugadoras de separación se utilizan para separar muestras difíciles de separar en una centrífuga estándar en sedimento y sobrenadante aplicando una mayor fuerza centrífuga. La muestra puede separarse en función de la diferencia de gravedad específica de las sustancias que la componen.
2. Ultracentrifugadoras Analíticas
Las ultracentrifugadoras analíticas son instrumentos analíticos que se centran en la sedimentación de sustancias en la muestra mientras centrifugan la muestra de la misma manera que una centrífuga de separación. La sedimentación se detecta ópticamente y puede medirse a lo largo del tiempo en tiempo real.
A partir de los resultados detectados ópticamente, pueden analizarse con precisión las propiedades hidrodinámicas y termodinámicas y el peso molecular de la sustancia.
Más Información sobre las Ultracentrifugadoras
Precauciones de uso de las Ultracentrifugadoras
Al utilizar una ultracentrifugadora, es crucial tomar las precauciones necesarias para garantizar un uso seguro debido a las altas fuerzas centrífugas involucradas. Antes de comenzar, es importante asegurarse de que la muestra esté equilibrada de manera uniforme.
Si el equilibrio de la muestra no es uniforme, la carga de la fuerza centrífuga puede provocar distorsiones en el eje de rotación del cuerpo de la ultracentrifugadora. Esto puede resultar peligroso, ya que la muestra puede dispersarse o incluso salir disparada de la cámara.
Además, es necesario verificar que la cámara de la ultracentrifugadora esté en condiciones de vacío antes de la operación. Durante la rotación del rotor en la ultracentrifugadora, la fricción con el aire genera una considerable cantidad de calor. Al mantener un entorno de vacío, se logra un control preciso de la temperatura y la separación centrífuga, lo que permite mantener una temperatura constante en la muestra. Esto es especialmente importante para obtener resultados fiables y reproducibles en los experimentos.