Aparato que utiliza la fuerza centrífuga para separar sustancias, células o partículas de densidad y forma diferente, y eliminar agua. Pueden ser de mesa (de pocas g hasta aproximadamente 3.000 g y aptas para viales o microtubos), centrífugas preparativas o supercentrífugas (de 2.000 a 20.000 g aptas para tubos de volumen variable de 10 a 50 mL) y ultracentrífugas (de 15.000 a 600.000 g aptas para tubos de 10 a 50 mL).
centrifugación
Método para separar partículas basado en la fuerza centrífuga. Básicamente existen dos tipos básicos: centrifugación diferencial y centrifugación por gradientes de densidad.
centrifugación diferencial
Aquella basada en la diferente velocidad de sedimentación de las moléculas. Este método inespecífico se utiliza como centrifugación preparativa para separar componentes en la mezcla, por ejemplo, partículas virales o células, de restos vegetales groseros, pero no es útil para separar moléculas.
centrifugación isopícnica
La que se utiliza para separar partículas con el mismo coeficiente de sedimentación, mediante el uso de medios de distinta densidad. Se utiliza frecuentemente para separar ADN y virus multipartitos.
centrifugación y flotación
Método de concentración y de extracción de nematodos, móviles e inmóviles, del suelo. Se utilizan soluciones de diferentes densidades a fin de separar los nematodos, las partículas de suelo y los restos vegetales en distintas fracciones de sedimento y sobrenadante. En general, se efectúa una primera centrifugación con la suspensión de nematodos y suelo en agua, y una segunda centrifugación en una solución de sacarosa o sales, con densidades en torno a 1,18 g/L.
centrifugación zonal
Aquella en la que las partículas se separan por la diferencia en la velocidad de sedimentación a causa de la diferencia de masa de cada una de ellas. La muestra se coloca sobre un gradiente de densidad (generalmente de sacarosa o de cloruro de cesio), preformado manual o automáticamente mediante formadores de gradiente. Debido a la fuerza centrífuga, las partículas sedimentan a distinta velocidad a través del gradiente de densidad según su masa, durante un tiempo de centrifugación determinado para lograr la separación.
centrifugadora
fuerza centrífuga relativa, FCR
Unidad de medida de la fuerza real a la que se está sometiendo al contenido de un tubo de centrífuga bien equilibrado. Se calcula utilizando las revoluciones por minuto (rpm) y el radio de centrifugación del rotor (distancia desde el centro del rotor hasta la base del tubo que está girando en el equipo), mediante la fórmula: FCR o fuerza g=1,118 x radio (mm) x (rpm/1.000)2, esta unidad se puede aplicar a cualquier tamaño de centrífuga, por lo cual en la mayoría de protocolos se requiere que se trabaje con unidades g (RCF o FCR en español). Para centrífugas de viales, Eppendorf proporciona una imagen para el cálculo de la fuerza g para rotores de radio máximo de 14 cm.
ultracentrífuga
Centrífuga capaz de alcanzar altas velocidades, con una fuerza centrífuga relativa incluso superior a 1.000.000 x g, y que se utiliza para la preparación o análisis de células, membranas, partículas subcelulares, proteínas, viriones, ácidos nucleicos y otras macromoléculas. Las elevadas fuerzas que se crean en una ultracentrífuga provocan la sedimentación de las partículas a una velocidad que depende de la viscosidad y del medio a través del cual se desplazan o mueven, así como de la forma, densidad y peso molecular de las partículas. A partir de las velocidades de sedimentación de proteínas y ácidos nucleicos es posible calcular con precisión su peso molecular. Las partículas también suelen centrifugarse a través de un gradiente de densidad (continuo o discontinuo) en el cual alcanzan la posición de equilibrio en un punto equivalente a su densidad. La separación de una mezcla de partículas es superior si se utiliza un gradiente de densidad discontinuo.
ultracentrífuga analítica
Aquella provista de un sistema óptico que visualiza la sedimentación de la muestra en tiempo real, lo que a su vez permite la obtención de datos precisos de sus propiedades de sedimentación (coeficientes de sedimentación y pesos moleculares).
ultracentrífuga preparativa
Aquella cuyo objetivo es meramente la purificación de las muestras para su uso posterior, al aislar las partículas con bajo coeficiente de sedimentación, como virus y macromoléculas.
ultracentrifugación
Técnica de centrifugación a alta velocidad que permite estudiar las características de sedimentación de partículas virales o de estructuras subcelulares o biomoléculas y separarlas. Utiliza rotores de ángulo fijo o basculantes o de columpio y normalmente se realiza en un gradiente de densidad. La identificación de la banda correspondiente a las partículas virales que han migrado a través del gradiente se realiza por luz ultravioleta o interferómetros. También se utiliza para concentrar partículas virales en el fondo del tubo de centrífuga donde forman un precipitado hialino o traslúcido. La ultracentrifugación se realiza con altas fuerzas centrífugas desde 15.000 x g hasta 600.000 x g o más.
ADN altamente repetitivo
Secuencias cortas de nucleótidos (5-300 pb) que se repiten hasta varios cientos de miles de veces. Se localiza en regiones genéticamente inertes del cromosoma, como el centrómero, y se separan fácilmente por centrifugación en gradiente de densidad.
cabina de seguridad biológica, CSB
Equipo diseñado para proteger al trabajador, la atmósfera del laboratorio y los materiales de trabajo de la exposición a las salpicaduras y aerosoles infecciosos que pueden generarse al manipular material que contiene agentes infecciosos, como cultivos, soluciones madre y muestras. Generalmente se producen aerosoles en cualquier actividad que transmita energía a un material líquido o semilíquido, por ejemplo, al agitar, verter a otro recipiente, remover o verter sobre una superficie o sobre otro líquido. Las actividades como la siembra de placas de medio sólido con agar, la inoculación de frascos de cultivo celular con pipeta, el uso de pipetas múltiples para dispensar suspensiones líquidas de agentes infecciosos en placas de microcultivo, la homogeneización y la agitación vertical de material infeccioso, y la centrifugación de líquidos infecciosos, las inoculaciones o el trabajo con animales o plantas, pueden generar aerosoles. Las partículas de aerosol de menos de cinco μm de diámetro y las gotículas de cinco a 100 μm de diámetro no son visibles a simple vista. El operario no suele percatarse de que se están produciendo esas partículas, que pueden ser inhaladas o provocar contaminación cruzada de los materiales que se encuentran sobre las superficies de trabajo. Las CSB, cuando se utilizan debidamente, han demostrado ser sumamente eficaces para reducir las infecciones en el laboratorio y la contaminación cruzada de cultivos por exposición a aerosoles y también protegen la atmósfera del laboratorio. Contienen un filtro HEPA (retiene el 99,97 % de las partículas de 0,3 m de diámetro y el 99,99 % de las partículas de tamaño mayor o menor), lo que garantiza que de la cámara solo sale aire exento de microorganismos. Además, se dirige hacia la superficie de trabajo aire que también ha pasado por filtros HEPA, con el fin de proteger de la contaminación los materiales de esa superficie. Las cabinas de flujo horizontal y vertical no son CSB y no deben emplearse como tales con organismos de riesgo según la legislación de la Unión Europea.
coeficiente de sedimentación
Aquel que se calcula en ultracentrífugas para una partícula o macromolécula, dividiendo su velocidad constante de sedimentación (en m/s) por la aceleración aplicada (en m/s2). Los valores del coeficiente de sedimentación se expresan en svedbergs (S) y no son aditivos, pues dependen tanto de la masa como de la forma de la macromolécula o partícula. Es una medida utilizada para la caracterización de los viriones y de sus ácidos nucleicos.
extracto crudo
Preparación de material biológico en el cual se han homogenizado tejidos en presencia de un tampón, fraccionando células y eliminando, habitualmente por filtración por gasa o ligera centrifugación, los desechos celulares más groseros, pero sin mayor purificación de la muestra homogeneizada.
extracto de suelo
Disolución separada de una suspensión de suelo o directamente de suelo mediante filtración, centrifugación, succión o presión.
G
1. Símbolo del aminoácido glicina, según la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada-Unión Internacional de Bioquímica (IUPAC-IUB). 2. En minúscula, unidad para medir en una centrífuga la fuerza centrífuga relativa o fuerza g (RCF), que es la cantidad de aceleración que se aplicará a la muestra. Depende de las revoluciones por minuto y del radio del rotor. Algunas centrífugas convierten automáticamente estas unidades, pero para otros casos, existen fórmulas para calcular la g.
gradiente de densidad
Aquel de un soluto en un solvente, utilizado para separar macromoléculas durante su fraccionamiento. Se utiliza normalmente para la separación de macromoléculas, viriones o partículas virales mediante centrifugación o electroforesis.
inmunoensayo magnético
Técnica analítica en la cual los anticuerpos específicos se inmovilizan sobre un microportador magnético (esfera, perla o rectángulo metálicos). Este se añade a una muestra, se deja reaccionar con el antígeno tras incubación y se recupera aplicando una fuerza magnética en el fondo del tubo de ensayo que contiene la muestra, en lugar de utilizar la centrifugación. Permite concentrar las dianas presentes en la muestra, que una vez lavada para eliminar inhibidores de origen vegetal, se puede emplear en posteriores pruebas de detección o diagnóstico.
inmunoprecipitado
Complejo insoluble formado en equivalencia por anticuerpos y epítopos de antígenos solubles reconocidos por los anticuerpos. Constituye la base de las técnicas de inmunodifusión e inmunoprecipitación. El producto precipitado se puede recuperar por filtración o centrifugación para su análisis.
marcador de peso molecular
Proteína, polipéptido, ácido nucleico, oligonucleótido, etc., utilizado como material de referencia en técnicas analíticas como la electroforesis, la cromatografía de infiltración sobre gel, centrifugación en gradiente de densidad, etc. Hay muchos de ellos disponibles comercialmente que pueden ser únicos o constituidos por mezcla de proteínas, teñidas o no.
precipitación
1. Método de extracción de una sustancia en solución en un líquido. Consiste en tratar el líquido de tal forma que dicha sustancia forme un precipitado insoluble que se recupera por filtración o centrifugación. Generalmente la precipitación de materiales biológicos se consigue mediante adición de sales (frecuentemente sulfato amónico, para proteínas e incluso ADN, o cloruro sódico en presencia de etanol, para ADN), disolventes orgánicos, agentes quelantes, etc. o mediante cambios de pH o temperatura. 2. Formación de complejos macromoleculares antígeno-anticuerpo que se depositan como un precipitado visible. 3. Hidrometeoro constituido por un conjunto de partículas acuosas, líquidas o sólidas, cristalizadas o amorfas, que caen de una nube y alcanzan el suelo y los cultivos o la superficie del agua. Puede causar daño a las plantas, dependiendo de su magnitud, duración y tamaño de las partículas cuando son sólidas.
revoluciones por minuto, rpm
Número de vueltas o rotaciones de un aparato en un minuto. En el caso de rotores de una centrífuga.
rotor
1. Parte giratoria de una máquina electromagnética o de una turbina de aparatos de laboratorio. 2. Disco de plástico o metal en el que se insertan tubos de ensayo, viales o tubos de centrífuga, o bien bloque metálico, normalmente de aleación de aluminio o titanio, que dispone de huecos inclinados para albergar tubos de centrífuga. El rotor puede girar a bajas revoluciones por minuto (rpm) en centrífugas de mesa (desde 1 hasta 1.000 rpm) hasta altas revoluciones (hasta 150.000 rpm) en ultracentrífugas. En función del radio del rotor y la velocidad angular, se aplicará tanta fuerza centrífuga como recomiende el protocolo empleado.
sobrenadante
Líquido que queda sobre la capa sólida después de una sedimentación o centrifugación o se mantiene encima de un líquido de mayor densidad tras un proceso de centrifugación.
suero
Parte de la sangre o de la linfa que permanece líquida después de haberse producido la coagulación. Líquido que queda al coagularse la sangre a temperatura ambiente o tras centrifugación de la sangre coagulada. Está constituido por el plasma, menos los factores de coagulación sanguínea. Si procede de animales inmunizados, se denomina antisuero, y contendrá un título interesante de anticuerpos frente al antígeno utilizado en la inmunización, que permitirá su uso mediante técnicas serológicas de detección, diagnóstico o identificación.
Svedberg
Unidad de medida de la velocidad de sedimentación, que no pertenece al Sistema Internacional. Se emplea en ultracentrifugación para medir el coeficiente de sedimentación de partículas o macromoléculas cuando se centrifugan. Habitualmente se utiliza en biología para dar idea del tamaño y forma, así los ribosomas presentes en el citoplasma de procariotas (70s) son menores que los presentes en eucariotas (80s). Sus símbolos son S y Sv.
valor S
Medida estimada del tamaño de las macromoléculas, virus, viroides y partículas subcelulares según sea su velocidad de sedimentación mediante ultracentrifugación analítica. Depende del peso y forma de la molécula o partícula y su valor se expresa en unidades svedberg.