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.