aula de biofísica da centrifugação

1. CENTRIFUGAÇÃO
Dijanah Cota Machado
Universidade Federal de Pernambuco
Centro de Biociências
Departamento de Biofísica e Radiobiologia

2. Considerações iniciais
Se a matéria for constituída por mais de um tipo de molécula teremos uma
mistura.
Estas misturas podem ser homogêneas ou heterogêneas

3. Misturas que possuem apenas um único
aspecto, ou seja, as mesmas propriedades
químicas em toda a sua extensão são
denominadas de homogênea.
Misturas que apresentam mais de um
aspecto, ou seja, tem propriedades
distintas em sua extensão são
denominadas de heterogênea.
Considerações iniciais

4. Toda mistura é chamada de dispersão
Dispersão
Solução
Colóide
Suspensão Partículas grandes
(maiores que 1000 nm)
Partículas pequenas
(entre 1 e 1000 nm)
Partículas ínfimas
(menores que 1 nm)
Considerações iniciais
Soluto
+
Solvente

5. SEDIMENTAÇÃO ESPONTÂNEA: separação de misturas heterogêneas por
ação da força gravitacional (Fg)
Fg = m . g
A depender da densidade das partículas e do fluido, a separação gravitacional
pode ser lenta ou rápida.
Considerações iniciais

6. ✔ CENTRÍFUGA: aumenta muitas vezes a
força que atua sobre as partículas,
facilitando a separação e diminuindo o
tempo de sedimentação.
✔ PRINCÍPIO: baseia-se na aplicação de um
movimento rotacional a uma mistura,
gerando uma força centrífuga que atuará
sobre as partículas, promovendo uma
sedimentação mais rápida.
Centrifugação

7. ✔ Equipamento contendo um rotor central formado
por cavidades para introdução de tubos contendo
as amostras a serem centrifugadas.
✔ As moléculas da amostra serão submetidas a um
movimento circular uniforme a uma velocidade
previamente escolhida.
Centrífuga

8. Centrífuga
ROTOR

9. Movimento Circular Uniforme (MCU)
✔ Força Centrípeta
✔ Força Centrífuga
Centrífuga

11. Pode ser chamado
também de Pellet
Centrífuga

12. Aplicações da centrifugação em laboratório
✔ Células
✔ Sangue
✔ Urina
✔ Fracionamento celular
✔ Proteínas
✔ Isolamento de DNA e RNA
✔ Microrganismos (vírus, bactérias)
• A maioria dos procedimentos experimentais exige pelo menos uma
passagem pela centrífuga.
• Usada para separar partículas com diferentes densidades em uma
amostra.

13. Aplicações da centrifugação em Biologia Molecular
Acessar o seguinte link:
https://learn.genetics.utah.edu/content/labs/extraction/

14. • Desnate e Padronização do Leite: remoção e ajuste
do teor de gordura presente no leite.
• Clarificação de Leite e Soro: remoção de sujidades,
em geral, presentes no leite e no soro.
• Degerminação: remoção de microrganismos do leite
reduzindo-se a contagem global padrão, quantidade
de esporos aeróbicos, anaeróbicos, psicotróficos, etc.
• Concentração do Creme: ajuste do teor de gordura
do creme adequando-o para as mais variadas
aplicações.
• Caseína: recuperação de caseína para aplicação em
produtos na forma de caseinato.
• Butteroil: por meio de centrífugas, óleo de manteiga
pode ser obtido a partir do creme do leite ou da
própria manteiga.
Aplicações centrifugação na indústria de laticínios

15. Fracionamento celular
Aplicações

16. Centrifugação do sangue
Aplicações

17. Em uma centrífuga, a velocidade de rotação pode ser expressa em:
RPM: rotações por minuto (unidade: rpm)
Indica o número de giros do rotor por minuto.
RCF: força centrífuga relativa (unidade: x g)
Indica a força exercida sobre as partículas, sendo esta um
múltiplo da aceleração gravitacional (g)
1 x g : Sedimentação espontânea por ação da gravidade.
250 x g : Sedimentação a uma aceleração 250 vezes maior que a da
gravidade na Terra.
Unidades de centrifugação

18. Sendo r o raio médio do rotor, em centímetros.
Unidades de centrifugação
Conversão entre RCF e RPM
ou
Rotor 1 (r1)
Rotor 2 (r2)
r1
r1 r1
Rotor 1 (r1) Rotor 1 (r1)
r2
2000 rpm 6000 rpm
RCF = ?
2000 rpm 2000 rpm
RCF = ?

19. Unidades de centrifugação

20. Exemplo
Retirado do artigo: JUNIOR, R.R. et al. Reconstrução de defeitos ósseos com a utilização do
plasma rico em plaquetas (P.R.P.) obtido pela técnica de bone block (terceira geração) – relato de
caso clínico. Journal of Biodentistry and Biomaterials, v. 7, p. 43-52, 2017.
Qual a velocidade de centrifugação para uma
centrífuga que tem rotor com 12 cm de diâmetro?

21. Calculadora de conversão RPM/Força G
https://www.sigmaaldrich.com/technical-
documents/articles/biology/g-force-
calculator.html#:~:text=To%20convert%2
0revolutions%20per%20minute,%C3%97
%2010%2D5%20%C3%97%20r.
http://www.endmemo.com/bio/grpm.php
https://web.eppendorf.com/FS-
Content/calculator-
rotor/centrifuge_rotor_calculator.html

22. Centrífugas de baixa velocidade – Velocidade máxima alcançada é de
10.000 rpm.
Centrífugas de média velocidade – Velocidade alcançada entre 10.000
e 20.000 rpm.
Centrífugas de alta velocidade (ultracentrífugas) – Velocidade de
rotação acima de 20.000, podendo chegar a 200.000 rpm. Normalmente
o rotor está situado em câmara à vácuo e refrigerada.
OBS: A força RCF irá depender do raio da centrífuga
Tipos de centrífuga quanto à velocidade

23. Ultracentrífuga

24. Há variados tipos de rotores, porém os mais comuns são o de ângulo
variável (caçamba oscilante ou basculante) e o de ângulo fixo.
Rotor de ângulo variável: permite que a
amostra gire no eixo do plano de
rotação. O movimento é mais suave e
possibilita a formação de gradientes e
camadas mais definidas, entretanto é um
processo mais demorado.
Rotor de ângulo fixo: a amostra é
colocada a um determinado ângulo ao
plano de rotação. Seu sistema de
trabalho é mais rápido, pois a força
centrífuga é aumentada e as substâncias
são sedimentadas mais rapidamente.
Tipos de rotores

25. 1. ÂNGULO VARIÁVEL: os tubos contendo
as amostras são colocados em caçambas
individuais que ficam suspensas
verticalmente quando o rotor está em
repouso.
Quando em movimento, a força centrífuga
gerada posiciona as caçambas
horizontalmente.
Tipos de rotores

26. 2. ÂNGULO FIXO: os tubos das amostras
são mantidos em um ângulo fixo da
cavidade do rotor. Quando o rotor começa
a girar, a solução no tubo reorienta.
Obs.: Com este tipo de rotor, pode-se
chegar a velocidades mais altas do que as
centrífugas de rotor oscilante.
Tipos de rotores

27. Os tubos que podem ser usados na centrifugação são fabricados em vidro
(borossilicato) ou plástico (polietileno, polipropileno, policarbonato) com
diferentes volumes e grau de resistência variável.
Tubos tipo eppendorf (0,5 ou 1,0 ml)
Tubos tipo falcon graduados (15 ml ou 50 ml)
Tubos de vidro graduados
Tipos de tubos

28. ✔ Prestar atenção ao balanceamento dos tubos de centrifugação. O número de
tubos usados deve ser em número par, assim para cada tubo deve ser colocado
outro tubo com o mesmo peso do lado oposto, balanceando a centrífuga;
✔ Sempre verificar os parâmetros de controle da centrifugação (velocidade,
temperatura, tempo) antes de iniciar o procedimento;
✔ Nunca deixar a tampa da centrífuga aberta enquanto o equipamento estiver em
uso;
✔ Desligar o aparelho sempre que terminar o uso;
✔ Nunca deixar tubos com material ou água no rotor da centrífuga após seu uso.
Cuidados básicos no uso de centrífugas

29. Vídeo sobre a prática de centrifugação da disciplina
(fracionamento celular)