¿En qué consiste la filtración?

La filtración es un método mecánico para separar partículas o sólidos en suspensión que forman una mezcla heterogénea con un fluido, normalmente líquido, aunque también puede ser gaseoso. El resultado de la filtración está constituido por dos partes: el filtrado y el residuo.

• El filtrado está conformado por el fluido después de atravesar el medio poroso o filtro responsable de la filtración; además, incluye partículas de menor tamaño respecto al poro del filtro.
• El residuo está formado por partículas de mayor tamaño respecto al poro del filtro, las cuales quedan retenidas en él.

Esta técnica utiliza dispositivos o materiales porosos denominados filtros como responsables de la filtración para ser atravesados por el fluido y retener las partículas sólidas en suspensión en función del tamaño del poro. Existen diferentes tipos de filtros:

• Filtros de papel: Están formados por redes de celulosa con un tamaño de poro aproximado de varios cientos de micrómetros. Pueden ser filtros lisos, cuando interesa obtener la parte líquida o filtrado, o filtros de pliegues, cuando interesa obtener el residuo o parte sólida.
• Filtros de membrana: Están formados por redes de nitrato o acetato de celulosa con un poro aproximado de 0,1 a varios micrómetros, ideales para la eliminación de microorganismos o partículas muy pequeñas.
• Filtros de vidrio: Formados por un aglomerado de partículas o fibras de vidrio denominadas placa filtrante, con un tamaño de poro entre varios micrómetros y varios cientos de micrómetros. Estos filtros pueden reutilizarse mediante un lavado con el disolvente adecuado.

Principales técnicas de filtración

Filtración normal o por gravedad

Utiliza como fuerza impulsora la gravedad para facilitar el paso del fluido por el filtro de papel, el cual se coloca en un soporte rígido de vidrio llamado embudo. En esta técnica, se suelen usar filtros de pliegues porque aumentan la superficie de contacto con el fluido y retienen aire entre el filtro y el embudo, evitando que el papel se pegue al vidrio. Estos filtros se construyen a partir de papeles de filtro.

Filtración de vacío

Es más rápida que la filtración normal por gravedad. Utiliza como fuerza impulsora la presión negativa producida por una bomba de vacío para aumentar la velocidad del paso del fluido. Esta técnica emplea un filtro de papel con forma de disco o circular liso, colocado sobre un soporte rígido de cerámica llamado embudo Büchner, el cual se ajusta en la boca de un matraz kitasato.

Filtración esterilizante

Utiliza filtros de membrana para eliminar microorganismos sensibles al calor. Los líquidos deben ser soluciones muy diluidas para evitar la colmatación (taponamiento de los poros), por lo que se realiza previamente una filtración normal para eliminar el exceso de partículas. Es imperativo esterilizar los filtros de membrana y los utensilios en contacto con el líquido. También pueden utilizarse filtros de vidrio para esterilizar el aire en campanas de seguridad o espacios de laboratorio.

¿En qué consiste la centrifugación?

La centrifugación es un método mecánico de separación de mezclas heterogéneas que pueden ser:

• Mezclas sólido/líquido (suspensiones).
• Mezclas líquido/líquido (emulsiones).

Esta técnica consiste en la separación de los componentes de una muestra utilizando la fuerza centrífuga generada por un movimiento de rápida rotación. Este efecto acelera la gravedad para separar los componentes en función de su densidad.

Principales técnicas de centrifugación

Centrifugación diferenciada

Consiste en la separación de líquidos con partículas en suspensión mediante tres etapas. El resultado produce dos partes: el sobrenadante (parte líquida) y el sedimento (parte sólida). Tras la primera centrifugación, se recoge el sobrenadante con una pipeta Pasteur y se lleva a otro tubo para las siguientes fases. La primera centrifugación se realiza a velocidad baja, la segunda a velocidad media y la tercera a velocidad elevada.

Se utiliza principalmente para obtener sedimentos de sangre y orina, o para obtener plasma o suero sanguíneo mediante alta velocidad en tubos que contienen gel de silicona en el fondo. La silicona, al tener una densidad intermedia, impide el contacto entre el suero y las enzimas de las células.

Centrifugación en gradiente de densidad

Consiste en introducir la muestra en un tubo que contiene un líquido con gradiente de densidad y centrifugar a alta velocidad. Estos tubos tienen menor densidad en la parte superior y mayor en la inferior debido al aumento de la concentración de un soluto (como sacarosa o cloruro de cesio). El gradiente puede prepararse de forma escalonada (añadiendo soluciones de distinta concentración) o automática (mediante centrifugación previa). Existen dos variantes:

• Densidad zonal: La densidad máxima del gradiente es menor que la del componente más denso de la muestra. La muestra se coloca en la parte superior y la centrifugación debe detenerse antes de alcanzar el equilibrio para evitar que las partículas lleguen al fondo. Se usa para obtener leucocitos y orgánulos celulares.
• Densidad isopícnica: La densidad máxima del gradiente es mayor que la del componente más denso de la muestra. La muestra se mezcla con el líquido del gradiente y las partículas nunca sedimentan en el fondo porque flotan sobre un «colchón» de mayor densidad. Se utiliza principalmente para la obtención de ácidos nucleicos.

¿En qué consiste la cromatografía?

Consiste en que una muestra es arrastrada por una fase móvil o disolvente (líquido o gaseoso) a través de una fase estacionaria (normalmente sólida). Los componentes de la muestra quedan retenidos en función de su solubilidad y la interacción molecular con ambas fases. Se utiliza para la identificación y cuantificación de componentes.

Principales técnicas de cromatografía

Cromatografía plana

La fase estacionaria es una superficie plana, como papel o gel de sílice. La muestra, situada en un extremo, es arrastrada por la fase móvil que se desplaza por capilaridad. Los componentes alcanzan diferentes distancias según su interacción molecular. Se utiliza principalmente para la separación de pigmentos o sustancias coloreadas.

Cromatografía en columna

Utiliza un soporte o tubo de vidrio cuyas paredes interiores están impregnadas de fase estacionaria (gel de sílice, alúmina, polímeros o resinas). Se añade el disolvente o fase móvil (normalmente orgánica, como ciclohexano, benceno o acetato de etilo).

La muestra se deposita en la parte superior y el disolvente se desplaza por gravedad. Cada componente establece interacciones diferentes y se transporta a distintas velocidades, lo que genera diferentes tiempos de salida de la columna. Posteriormente, se elimina el disolvente y se analizan los componentes mediante métodos espectrofotométricos. Se emplea para la detección de sustancias tóxicas, fármacos o moléculas orgánicas en sangre u orina.

Etiquetas: Centrifugación, cromatografía, filtración, laboratorio, química, separación de mezclas, técnicas analíticas