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Uma Introdução à Centrífuga

Overview

A centrífuga é um instrumento usado em quase todos os laboratórios de pesquisa em todo o mundo. Centrifugação é o processo pelo qual uma centrífuga é usada para separar componentes de uma mistura complexa. Ao girar amostras de laboratório em velocidades muito altas, os componentes de uma determinada mistura são submetidos à força centrífuga, o que faz com que partículas mais densas migrem para longe do eixo de rotação e mais leves para se moverem em direção a ela. Essas partículas podem sedimentar na parte inferior do tubo no que é conhecido como pelota, e este espécime isolado, ou a solução restante, o supernante, pode ser processado ou analisado. Este vídeo destina-se a introduzir um aluno a alguns dos princípios básicos da centrifugação, bem como a operação básica do instrumento. Por exemplo, a velocidade da centrifugação em rotações por minuto, ou RPM, é contrastada com força centrífuga relativa, ou RCF, como uma medida da magnitude da centrifugação, que é independente do tamanho do rotor. Além de conceitos e uso básico, são discutidas precauções de segurança relacionadas à centrifugação, bem como os tipos de centrífugas e rotores de centrífugas que existem.

Procedure

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A centrífuga é um instrumento usado em quase todos os laboratórios de pesquisa biomédica em todo o mundo.

Centrifugação é um processo pelo qual uma centrífuga é usada para separar componentes de uma mistura complexa.

Ao girar amostras de laboratório em velocidades muito altas, os componentes de uma determinada mistura são submetidos à força centrífuga, o que faz com que partículas mais densas migrem para longe do eixo de rotação e mais leves para se moverem em direção a ela. Essas partículas podem sedimentar na parte inferior do tubo no que é conhecido como pelota, e este espécime isolado, ou a solução restante, o supernante, pode ser processado ou analisado.

O componente principal de uma centrífuga é o rotor, que é a parte móvel que gira em altas velocidades.

Os rotores podem ser fixados na posição, ou uma centrífuga pode usar vários rotores fixos em cima da peça chamada fuso.

Normalmente, o rotor centrífuga terá uma tampa que é bem aparafusada para evitar que as amostras voem para fora.

Muitas centrífugas terão uma unidade de refrigeração que permite que a temperatura interna seja controlada durante o giro.

Eles também têm botões ou botões para inserir os parâmetros para cada execução, o que pode incluir a duração do giro, a temperatura e a magnitude do giro em termos de velocidade ou força relativa.

A velocidade de giro é medida como RPM, ou revoluções por minuto. RPM é um valor complicado, porque não é a velocidade da centrífuga que faz com que as partículas se separem de uma mistura, mas a força agindo sobre essas partículas.

A força agindo em uma partícula está relacionada ao raio do rotor centrífuga, e como diferentes centrífugas têm tamanhos diferentes de rotor, diferentes forças podem ser aplicadas na mesma velocidade, ou RPM.

A força da centrifugação também pode ser quantificada como força centrífuga relativa, ou RCF. RCF é geralmente apresentado como um múltiplo da aceleração gravitacional da Terra.

RCF é expresso como o produto do raio do rotor e do quadrado da velocidade angular dividido pela aceleração gravitacional da Terra.

RCF pode estar relacionado ao RPM pela seguinte equação, onde estão os parâmetros da centrífuga medido em centímetros.

Usar esta equação pode significar a diferença entre um experimento fracassado ou bem sucedido, mas você não precisa aplicar este cálculo para cada novo procedimento. Centrífugas muitas vezes vêm com nomogramas que podem ajudar a converter RCF para RPM muito facilmente. Use uma régua para conectar o raio da centrífuga e um determinado valor RPM, a fim de obter RCF.

Para começar a girar suas amostras considere temperatura. Se você estiver usando uma centrífuga refrigerada, então você vai querer que a temperatura interna das máquinas atinja o valor desejado antes de iniciar o giro, ou você pode encontrar outras maneiras de resfriar o rotor.

Imediatamente antes de uma rotação certifique-se de que todas as tampas dos tubos estão apertadas e seguras.

Ao carregar seus tubos, certifique-se de que cada amostra seja contrabalançada com outra amostra diretamente em frente a ela.

Se você só tem um tubo, então faça outro tubo que possa agir como um contrapeso.

Se você tem três tubos, você pode organizá-los em um triângulo para que eles sejam equidistantes um do outro.

Equilibrar pesos em uma centrífuga é fundamental. Rotores centrífugas atingem altas velocidades e têm muita energia cinética. Se desequilibrada incorretamente, toda a unidade centrífuga pode ser impulsionada de seu local de descanso e causar sérios danos.

Depois de confirmar que o rotor e a tampa estão seguros, inicie a centrífuga e fique por perto até atingir a velocidade desejada. Se você notar um problema de chamada e membro experiente do laboratório para vir ajudá-lo.

Quando sua centrifugação estiver completa, você deve ser capaz de ver seu espécime biológico na parte inferior do tubo em uma pelota, que se separou do resto da solução, ou supernante.

O supernante pode ser removido decantando-o – um nome chique para despejá-lo, ou pode ser aspirado – um termo chique para usar sucção para removê-lo.

O espécime purificado pode então ser devolvido a uma solução através de um processo chamado, resuscupação. Repetições de centrifugadores, ou células giratórias, seguidas por células aspiradoras, e resusususpending em buffer, é muitas vezes referido como.células de lavagem.

Agora que você já viu alguns fundamentos de centrifugação, é hora de dar uma olhada em alguns dos tipos de centrífugas lá fora e os procedimentos que você pode realizar com eles.

Centrífugas de rotor de ângulo fixo são provavelmente o tipo mais comum deste instrumento que você encontrará no laboratório. Muitas centrífugas de mesa se encaixam nesta categoria.

Estas centrífugas, nas quais os tubos se sentam em uma posição fixa e angular, são usadas em protocolos diferenciais de centrifugação. Nestes protocolos, uma série de centrífugas em diferentes velocidades pode ser usada para purificar espécimes biológicos como células animais. Normalmente, esses protocolos envolvem várias etapas de lavagem celular.

Em contraste com rotores de ângulo fixo, rotores de balanço têm suportes flexíveis de tubos que permitem que as amostras girem para fora. Esses rotores são benéficos em aplicações como centrifugação de gradiente de densidade, onde amostras biológicas migram para camadas distintas de mídia gradiente. Este tipo de centrifugação é útil para isolar rapidamente um tipo de célula de outra, ou para isolar organelas individuais.

Por último, o ultracentrifuge é o irmão mais velho de todas as centrífugas que você encontrará no laboratório. Ele pode girar em mais de 70.000 rpm, o que o torna adequado para o isolamento de pequenas partículas, como DNA ou vírus.

Devido às altas velocidades desta centrífuga deve-se tomar cuidado extra para garantir que as cargas estejam adequadamente equilibradas e que tanto o rotor quanto a tampa estejam seguras.

Você acabou de assistir a introdução de JoVE à Centrifugação. Neste vídeo revisamos: o que é uma centrífuga e como funciona, como operar e executar uma centrífuga, algumas precauções de segurança e diferentes aplicações de sua centrifugação. Obrigado por assistir e lembre-se de equilibrar seus tubos.

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