12/11/2020

A História das Centrífugas de Laboratório

As centrífugas são equipamentos robustos, empregadas na separação de substâncias com diferentes densidades, para a preparação de amostras nas mais diversas áreas laboratoriais.

Segundo Maroto-Valer, a técnica de centrifugação tem sido empregada nas áreas médicas e industriais há quase 120 anos. É interessante notar que muitas das importantes descobertas da ciência aconteceram com o uso da força centrífuga na metodologia científica. Esse artigo busca trazer um breve relato de como esses equipamentos evoluíram no decorrer da história, com suas aplicações científicas e industriais.

Os primeiros estudos que relatam do uso de força de centrifugação em experimentos laboratoriais foram feitos por Thomas A.Knight, em 1806, que registrou as diferenças na orientação das raízes e caules de mudas, quando colocadas em uma roda giratória.

No entanto, somente 60 anos mais tarde, é que as centrífugas de laboratório começaram a ser utilizadas tanto em laboratórios de pesquisa como em aplicações industriais.

Em 1864, o alemão Antony Prandtl, criou um aparelho manual para gerar a força centrífuga a fim de separar a gordura do leite .

Na mesma década, Frederich Miescher, um médico e biólogo suiço, foi o primeiro cientista a explorar o potencial das técnicas de centrifugação em laboratório. Em 1869, utilizando a força centrífuga, ele isolou, a partir de organelas celulares, uma substância que denominou de nucleína, porque imaginava que viria do núcleo das células. Mais tarde verificou-se que as nucleínas são os ácidos nucleicos.

Alguns anos mais tarde, em 1878, o engenheiro sueco Gustav de Laval, otimizou o projeto de Antony Prandtl, acrescentando turbinas a vapor ao equipamento, criando então o primeiro separador de leite com fluxo contínuo. Essa invenção foi um marco para o uso de técnicas de centrifugação em escala industrial.


Projeto do equipamento para separar a gordura do leite, desenvolvido por Gustav de Laval. Fonte: Alfa Laval

Figura 1:Projeto do equipamento para separar a gordura do leite, desenvolvido por Gustav de Laval. Fonte: Alfa Laval


Nessa mesma época, no final dos anos 1800, já começavam a surgir as primeiras centrífugas para pequenos tubos de ensaio. Esses equipamentos de laboratório eram modestos, pois eram operados manualmente e, atingiam velocidades de até 3.000 rpm.

As primeiras centrífugas elétricas surgiram em 1910, acelerando ainda mais o desenvolvimento da técnica de centrifugação.

Em 1923 o químico Sueco Theodor Svedberg, ganhador de prêmio Nobel em 1926, desenvolveu a primeira ultra centrífuga analítica, que operava até 1.000.000 x g. Esse foi outro marco na tecnologia das centrífugas.



A ultracentrífuga de Theodor Svedberg

Figura 2: A ultracentrífuga de Theodor Svedberg

Na década de 1940, outro importante avanço aconteceu, com isolamento dos primeiros componentes subcelulares utilizando-se técnicas de centrifugação. Em 1942, os cientistas Albert Claude e James Potter publicara o artigo: “Isolation of chromatin threads from the resting nucleus of leukemic cells”, onde descrevem uma série de etapas de centrifugação até chegar nos fios de cromatina. Esse evento não só serviu para revolucionar nosso conhecimento da estrutura, composição e função dos componentes intracelulares, mas demonstrou o potencial dos métodos de centrifugação para a pesquisa biomédica

Durante o período da Segunda Guerra Mundial, houve uma importante corrida para o desenvolvimento de centrífugas para enriquecimento ou separação do urânio.

Em 1943, Edward Pickels foi o primeiro a empregar um gradiente de densidade à base de sacarose para medir as taxas de sedimentação de partículas. No pós guerra, na Califórnia, Pickels fundou a empresa Spinco e introduziu no mercado uma ultracentrífuga que atingia 4000rpm.

A técnica de centrifugação foi ainda mais refinada pelos idos de 1950, por Mykon K.Brakke, que aplicou o conceito de purificação e caracterização de vírus. Ainda na década de 50, Norman G. Anderson e seus colegas, trabalhando no Oak Ridge National Laboratory, projetaram uma série de rotores de centrífuga zonal (separação de partículas por tamanho em diferentes regiões do tubo de centrífuga), para separação de partículas subcelulares e vírus. Os avanços mais recentes têm sido caracterizados por melhorias significativas em materiais e equipamentos e uma ampla gama de aplicações.

Daí em diante, diversas empresas fabricantes de centrífuga surgiram no mercado. Os diversos modelos e configurações de centrífugas permitem que estejam presentes na grande maioria dos laboratórios, como: área de mineração, petroquímica, química, diagnóstica, hemocentros, farmacêutica, industrial, laticínios, alimentos, polímeros, energia, agricultura, entre outros

As Centrífugas Hermle estão no mercado desde 1956. Elas possuem a mais moderna tecnologia, eficiência, versatilidade e muito fácil manuseio. Uma ampla gama de rotores está disponível, e proporciona diversas possibilidades de configurações e aplicações. E o melhor, você pode encontrá-las aqui na Neobio!!!!

Referências:

D.N. Taulbee, M. Mercedes Maroto-Valer, in Encyclopedia of Separation Science, 2000 - https://www.sciencedirect.com/topics/chemistry/centrifugation
Buie, J. (2010, May 7). Evolution of the Lab Centrifuge. Retrieved February 16, 2017 - http://www.labmanager.com/lab-product/2010/05/evo...
The Nobel Prize - https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/1926/svedberg/biographical/
Figura 1: A ultracentrifuga de Theodor Svedberg - Fonte: http://axpfep1.if.usp.br/~gfcxhp/embo2014/Lectures/Lecture18_Byron.pdf
Figura 1:Projeto do equipamento para separar a gordura do leite, desenvolvido por Gustav de Laval. Fonte: Alfa Laval