L'arricchimento delle cellule e l'ottimizzazione dei metodi di separazione cellulare svolgono un ruolo cruciale per molti ricercatori. Esistono diversi approcci per selezionare i vari tipi di cellule e la scelta del metodo appropriato dipende spesso dal tipo o dal sottoinsieme di cellule. Uno dei metodi più rapidi ed economici per separare le cellule è la centrifugazione a gradiente di densità. In base alle diverse densità dei singoli componenti del sangue, questi possono essere separati mediante centrifugazione in un unico stadio con il mezzo gradiente di densità appropriato. La tecnica si basa sul fatto che le particelle con densità diverse hanno velocità di sedimentazione diverse durante la centrifugazione. Le particelle pesanti, come gli eritrociti, sedimentano rapidamente, mentre le cellule più leggere, come i trombociti, sedimentano più lentamente. La figura seguente mostra la distribuzione delle popolazioni cellulari più importanti nel sangue. Gli eritrociti hanno la densità più alta e i trombociti la densità più bassa.
Figura: Il sangue è composto principalmente dalle seguenti popolazioni cellulari: Trombociti (1), monociti (2), linfociti (3), granulociti basofili (4), granulociti neutrofili (5), granulociti eosinofili (6) ed eritrociti (7). Le popolazioni cellulari differiscono per densità e numero di cellule. Le diverse densità delle popolazioni cellulari possono essere utilizzate per l'arricchimento con mezzi di densità.
Tabella: Intervalli di densità delle cellule del sangue
tipo | Cellule del sangue | Densità (g/ml) |
1 | Trombociti | 1,050 - 1,070 |
2 | Monociti | 1,060 - 1,068 |
3 | Linfociti | 1,067 - 1,077 |
4 | Granulociti basofili | 1,072 - 1,081 |
5 | Neutrofili granulociti | 1,079 - 1,098 |
6 | Granulociti eosinofili | 1,089 - 1,095 |
7 | Eritrociti | 1.090 - > 1.100 |
Come si può vedere dalla figura, la densità delle cellule o delle popolazioni cellulari è una distribuzione intorno a un valore medio. Inoltre, le densità delle diverse popolazioni cellulari si sovrappongono. Sia l'intervallo che la distribuzione intorno al valore medio non sono valori fissi. Le fluttuazioni della densità possono essere influenzate da diversi fattori. Uno dei fattori più importanti che influenzano la densità delle cellule è l'idratazione.
Il rispettivo mezzo di densità ha un cut-off definito. Tutte le cellule con una densità inferiore al cut-off si raccolgono come uno strato sul mezzo di separazione. Le cellule con una densità superiore al cut-off passano attraverso il mezzo di separazione e si raccolgono sul fondo della provetta.