La centrifugación y la filtración son los métodos más comunes para separar sólidos de líquidos en el laboratorio. Se utilizan en todas las disciplinas, desde la sedimentación de bacterias hasta la clarificación de extractos proteicos y el filtrado de fases móviles para HPLC.

Principios de Centrifugación

La centrifugación utiliza la fuerza centrífuga para sedimentar partículas según su tamaño, forma y densidad. La fuerza centrífuga relativa (RCF), expresada en × g, se calcula como:

RCF = 1.118 × r × (RPM/1000)²

donde r es el radio del rotor en milímetros. Use siempre RCF (× g) en lugar de RPM al comparar protocolos entre diferentes centrifugadoras, ya que el radio varía según el rotor.

Tipos de Rotores

• Rotores de ángulo fijo: los tubos se mantienen en un ángulo fijo (generalmente 25–45°). Los sedimentos se forman en el lateral del tubo. Bueno para la mayoría de aplicaciones de sedimentación.
• Rotores de cubeta basculante: los tubos cuelgan verticalmente durante la carga y se balancean horizontalmente durante la centrifugación. Los sedimentos se forman en el fondo del tubo, proporcionando mejor separación para gradientes de densidad.
• Rotores verticales: los tubos permanecen verticales durante todo el proceso. Se utilizan para separaciones rápidas en ultracentrifugación con gradiente de densidad.
• Microcentrifugadoras: rotores pequeños de ángulo fijo para tubos de 1.5–2 mL, comunes en trabajos con ADN/ARN.

Selección de Velocidad y Tiempo

La tasa de sedimentación depende del tamaño de la partícula, las partículas más grandes sedimentan a velocidades más bajas. Protocolos típicos:

• Baja velocidad (500–2000 × g): sedimentación de células, restos grandes.
• Velocidad media (5000–15000 × g): sedimentación de orgánulos, bacterias, precipitados proteicos.
• Alta velocidad (20000–100000 × g): sedimentación de microsomas, vesículas pequeñas.
• Ultracentrifugación (>100000 × g): sedimentación de virus, ribosomas, complejos macromoleculares.

Equilibrado y Seguridad

Equilibre siempre los tubos por masa (no por volumen) con una precisión de 0.1 g para rotores de alta velocidad y 0.5 g para rotores de baja velocidad. Cargue tubos opuestos con tipos de tubo idénticos y volúmenes de llenado iguales. Nunca exceda la velocidad máxima nominal de un rotor, el fallo de un rotor a alta velocidad es catastrófico.

Principios de Filtración

La filtración separa partículas haciendo pasar un líquido a través de un medio poroso. El tamaño de poro determina lo que pasa:

• Filtración en profundidad: las partículas quedan atrapadas dentro de una matriz fibrosa (ej., papel de filtro Whatman). Se usa para clarificación gruesa.
• Filtración por membrana: una membrana delgada con un tamaño de poro definido (0.2–10 µm) retiene las partículas en la superficie. Se usa para esterilización, eliminación de partículas.
• Ultrafiltración: membranas con poros en el rango nanométrico (1–100 nm) retienen macromoléculas mientras permiten el paso de moléculas pequeñas y disolvente. Se usa para concentración de proteínas e intercambio de tampones (concentradores centrífugos).
• Microfiltración (0.1–10 µm): elimina bacterias, levaduras y partículas finas.

Filtros de Jeringa y Unidades de Filtración

Los filtros de jeringa con membranas de 0.2 µm o 0.45 µm se utilizan para esterilización de pequeños volúmenes de muestras antes de HPLC o cultivo celular. Las unidades de filtración por vacío (filtros de botella) manejan volúmenes más grandes. Siempre prehumedezca las membranas para soluciones acuosas y confirme la compatibilidad química con el disolvente.