Ultracentrífuga

[miniatura|Unha ultracentrífuga estándar do fabricante [Beckman Coulter.]]
Unha **ultracentrífuga** ou **ultracentrifugadora** é unha centrífuga optimizada para que o seu rotor xire a velocidades moi altas, tendo a capacidade de xerar unha aceleración de ata 1&nbsp;000&nbsp;000 g (aproximadamente 9&nbsp;800 km/s²). Hai dous tipos de ultracentrífugas: preparativa e analítica. Ambas as clases de instrumentos teñen importantes usos en bioloxía molecular, bioquímica, e ciencia dos polímeros. Os procedementos realizados con ultracentrífugas chámanse ultracentrifugacións.

## Historia 
En 1924 Theodor Svedberg construíu unha centrífuga que podía xerar 7&nbsp;000 g (a 12&nbsp;000 rpm), e denominouna ultracentrífuga, para facer que o termo fose análogo ao de ultramicroscopio, aparello que se desenvolvera previamente. En 1925-1926 Svedberg construíu unha nova ultracentrífuga que permitía crear campos de ata 100&nbsp;000 g (42&nbsp;000 rpm). As ultracentrífugas modernas permiten chegar a máis de 100&nbsp;000 g. Svedberg gañou o premio Nobel de Química de 1926 polas súas investigacións sobre coloides e proteínas usando a ultracentrífuga.

O estudante de Beam Edward Greydon Pickels resolveu o problema en 1935 ao aplicar o baleiro ao sistema, o cal permitiu unha redución na fricción xerada a altas velocidades. Os sistemas de baleiro tamén permiten o mantemento dunha temperatura constante a través da mostra, eliminando correntes de convección que interferirían coa interpretación dos resultados da sedimentación.

miniatura|Comparación dos números de serie 1 e 1000 da ultracentrífuga analítica Modelo E de Spinco, 1965

En 1946, Pickels cofundou Spinco (Specialized Instruments Corp.) para comercializar ultracentrífugas analíticas e preparativas baseándose neste deseño. Pickels consideraba que o seu deseño era demasiado complicado para o uso comercial e desenvolveu outro de funcionamento máis doado, unha versión fácil de manexar. Pero mesmo con estas melloras no deseño, as vendas de ultracentrífugas analíticas seguían sendo baixas, e Spinco case chega a estar en bacarrota. A compañía sobreviviu ao concentrar as vendas nos modelos de ultracentrífugas preparativas, que se estaban convertendo en ferramentas básicas moi populares nos laboratorios biomédicos.

## Instrumentos 
Disponse de ultracentrífugas cunha ampla variedade de rotores axeitados para unha gran diversidade de experimentos. A maioría dos rotores están deseñados para levar tubos que conteñen a mostra. Os *rotores de cubeta móbil* (*swinging bucket rotors*) pemiten que os tubos se sosteñan con bisagras, así que os tubos se reorientan á posición horizontal a medida que o rotor empeza a acelerar. Os *rotores de ángulo fixo* están feitos dun só bloque de material e sosteñen os tubos en cavidades perforadas nun determinado ángulo. Os *rotores zonais* están deseñados para conter un gran volume de mostra nunha soa cavidade central e non en tubos. Algúns rotores zonais poden ter carga dinámica e descarga de mostras mentres o rotor segue xirando a alta velocidade.

Os rotores preparativos utilízanse en bioloxía para formar pellets de fraccións de partículas finas, como orgánulos celulares (mitocondrias, microsomas, ribosomas) e virus. Poden tamén usarse para separacións por gradiente, na nal os tubos se enchen de arriba a abaixo cunha concentración que se incrementa dunha substancia densa en solución. Os gradientes de sacarosa utilízanse para a separación de orgánulos celulares. Os gradientes de sales de cesio utilízanse para a separación de ácidos nucleicos. Unha vez que se fixo xirar a mostra a alta veocidade por tempo suficiente para producir a separación, o rotor realiza unha parada suave e o gradiente bombéase suavemente de cada tubo para illar os compoñentes separados.

## Perigos 
A tremenda enerxía cinética rotacional do rotor nunha ultracentrífuga en funcionamento fai que un fallo catastrófico do seu rotor sexa moi preocupante, xa que pode estoupar espectacularmente. Os rotores convencionalmente fanse de metais de alta forza respecto ao peso como o aluminio ou titanio. O estrés creado polo uso rutineirio e as solucións químicas potentes finalmente causan que os rotores se deterioren. Para diminuír o risco cómpre o uso apropiado do instrumento e rotores dentro dos límites recomendados e o mantemento coidadoso de rotores para previr a corrosión e detectar a deterioración.

Máis recentemente fixéronse rotores de material composto de fibra de carbono de peso lixeiro, que é ata un 60 % máis livián, o que resulta nunha taxas de aceleración/deceleración máis rápidas. Os rotores de composto de fibra de carbono tamén son resistentes á corrosión, eliminando a principal causa do fallo do rotor.

## Notas 
## Véxase tamén 
### Outros artigos 
*Ultracentrifugación analítica
*Ultracentrifigación en densidade boiante
*Centrifugación diferencial
*Centrífuga de gases
*Theodor Svedberg
*Centrífuga de tipo Zippe

### Ligazóns externas 
* Modern analytical ultracentrifugation in protein science: A tutorial review
* Studying multiprotein complexes by multisignal sedimentation velocity analytical ultracentrifugation
* Informe sobre a explosióndunha ultracentrífuga