A centrifugação e a filtração são os métodos mais comuns para separar sólidos de líquidos no laboratório. São utilizadas em todas as disciplinas — desde a sedimentação de bactérias até a clarificação de extratos proteicos e filtração de fases móveis para HPLC.

Princípios da Centrifugação

A centrifugação usa força centrífuga para sedimentar partículas com base em seu tamanho, forma e densidade. A força centrífuga relativa (RCF), expressa em × g, é calculada como:

RCF = 1,118 × r × (RPM/1000)²

onde r é o raio do rotor em milímetros. Sempre use RCF (× g) em vez de RPM ao comparar protocolos entre diferentes centrífugas, pois o raio varia conforme o rotor.

Tipos de Rotor

• Rotores de ângulo fixo: os tubos são mantidos em um ângulo fixo (tipicamente 25–45°). Os pellets formam-se na lateral do tubo. Bom para a maioria das aplicações de sedimentação.
• Rotores de caçamba basculante: os tubos pendem verticalmente durante o carregamento e balançam horizontalmente durante a centrifugação. Os pellets formam-se no fundo do tubo, proporcionando melhor separação para gradientes de densidade.
• Rotores verticais: os tubos permanecem verticais durante todo o processo. Usados para separações rápidas em ultracentrifugação com gradiente de densidade.
• Microcentrífugas: rotores pequenos de ângulo fixo para tubos de 1,5–2 mL, comuns em trabalhos com DNA/RNA.

Escolhendo Velocidade e Tempo

A taxa de sedimentação depende do tamanho da partícula — partículas maiores sedimentam em velocidades mais baixas. Protocolos típicos:

• Baixa velocidade (500–2000 × g): sedimentação de células, detritos grandes.
• Média velocidade (5000–15000 × g): sedimentação de organelas, bactérias, precipitados proteicos.
• Alta velocidade (20000–100000 × g): sedimentação de microssomas, vesículas pequenas.
• Ultracentrifugação (>100000 × g): sedimentação de vírus, ribossomos, complexos macromoleculares.

Balanceamento e Segurança

Sempre balanceie os tubos por massa (não por volume) com tolerância de 0,1 g para rotores de alta velocidade e 0,5 g para rotores de baixa velocidade. Carregue tubos opostos com tipos de tubo e volumes de enchimento idênticos. Nunca exceda a velocidade máxima nominal de um rotor — a falha do rotor em alta velocidade é catastrófica.

Princípios de Filtração

A filtração separa partículas fazendo passar um líquido através de um meio poroso. O tamanho dos poros determina o que passa:

• Filtração em profundidade: as partículas são retidas dentro de uma matriz fibrosa (ex.: papel de filtro Whatman). Usada para clarificação grosseira.
• Filtração por membrana: uma membrana fina com tamanho de poro definido (0,2–10 µm) retém partículas na superfície. Usada para esterilização, remoção de partículas.
• Ultrafiltração: membranas com poros na faixa nanométrica (1–100 nm) retêm macromoléculas enquanto permitem a passagem de moléculas pequenas e solvente. Usada para concentração de proteínas e troca de tampão (concentradores centrífugos).
• Microfiltração (0,1–10 µm): remove bactérias, leveduras e partículas finas.

Filtros de Seringa e Unidades de Filtro

Filtros de seringa com membranas de 0,2 µm ou 0,45 µm são usados para esterilização de pequenos volumes de amostras antes de HPLC ou cultura de células. Unidades de filtro a vácuo (filtros de boca de garrafa) lidam com volumes maiores. Sempre pré-umedeça as membranas para soluções aquosas e confirme a compatibilidade química com o solvente.