سانتریفیوژ آزمایشگاهی و انواع مختلف آن چیست؟
سانتریفیوژ آزمایشگاهی چیست؟
سانتریفیوژ آزمایشگاهی یکی از دستگاه های آزمایشگاهی است که در آزمایشگاههای مختلف برای جداسازی سیالات، گازها یا مایعات بر اساس چگالی استفاده می شود. در آزمایشگاههای تحقیقاتی و بالینی، سانتریفیوژها اغلب برای خالصسازی سلول، ویروس، پروتئین و اسید نوکلئیک استفاده میشوند.
سانتریفیوژ نمودن یکی از روش های جدا سازی است که در آن با استفاده از نیروی گریز از مرکز ، قسمت های سبکتر یک محلول، مخوط و یا سوسپانسیون، از قسمت های سنگینتر آن جدا می شود.
میزان ته نشینی ذرات در دستگاه سانتریفیوژ بستگی به عوامل زیر دارد:
- اندازه ذره
- وزن ذرات
- وزن مخصوص مایع
- نیروی ثقل
موارد کاربرد سانتریفیوژ آزمایشگاهی
با توجه به تعریف، موارد کاربرد دستگاه سانتریفیوژ در آزمایشگاه تشخیص پزشکی به شرح ذیل می باشد:
- جدا ساختن سرم از لخته
- رسوب عناصر سلولی موجود در ادرار
- جداسازی عناصر باکتریایی ، قارچی ، انگلی و ویروس
- جداسازی پروتئین ها
- آزمایش هماتوکریت
اساس کار سانتریفیوژ
اساس کار سانتریفیوژ بر حرکت دورانی حول یک محور ثابت است. مطابق با اصل نیروی میان گریز، این نیرو فرآیند ته نشین شدن که در شرایط طبیعی به آهستگی انجام می گیرد را سرعت می بخشد.
نیروی نسبی گریز از مرکز ، بستگی به شعاع و سرعت دوران سانتریفیوژ دارد.
اجزاء سانتریفیوژ آزمایشگاهی
- سر سانتریفیوژ: شامل ضمائمی مانند فنجانک می باشد که محل قرار گرفتن لوله های آزمایش است .
- مفصل نگهدارنده: عضوی که فنجانک ها داخل آن قرار میگیرد .
- موتور: سر سانتریفیوژ برروی آن قرار گرفته و هم زمان با گردش موتور می چرخد. موتورهای مورد استفاده یا با برق مستقیم AC یا با برق DC کار می کنند.
- کلید: برای خاموش و روشن کردن دستگاه به کار می رود.
- زمان سنج: برای تنظیم مدت زمان سانتریفیوژ نمونه استفاده می شود و در دو نوع آنالوگ و دیجیتال ساخته شده اند.
- پتانسیومتر: برای تنظیم دور موتور و کنترل سرعت چرخش آن استفاده می شود. پتانسیومترها به دو صورت آنالوگ و یا دیجیتال در دسترس میباشند.
- ترمز: ابزاری است که پس از اتمام مدت زمان سانتریفیوژ و یا در مواقع ضروری جهت توقف حرکت موتور سانتریفیوژ استفاده می شود. این وسیله می تواند مکانیکی و یا الکترونیکی باشد. در نوع الکترونیکی با تغییر پولاریتی جریان برق موتور موجب توقف آن می شود.
- سرعت سنج: برای نمایش سرعت موتور بر حسب rpm
انواع سانتریفیوژ آزمایشگاهی
انواع سانتریفیوژ را بر اساس سرعت چرخش موتور و بر اساس وضعیت چرخش لوله ها به دو گروه تقسیم میشوند:
الف) گروه اول: تقسیم بندی این گروه براساس سرعت چرخش موتور بوده و در این گروه از سانتریفیوژهای دستی تا اولترا سانتریفیوژهای یخچال دار به شرح ذیل قرار می گیرند:
- سانتریفیوژهای بسیار قدیمی که با نیروی دست و یا فشار آب به چرخش در می آمدند. جزء اولین دستگاههای تولید شده هستند، بعلت سرعت کم آنها ( حداکثر تا ۱۰۰۰rpm) کاربرد بسیار محدودی داشتند.
- سانتریفیوژهای برقی معمولی که دارای سرعت بین ۱۵۰۰rpm تا ۶۰۰۰rpm می باشند . این دسته از سانتریفیوژها برای کارهای روتین آزمایشگاهی مناسب می باشند.
- سانتریفیوژهای یخچال دار که دارای سرعت بین rpm ۶۰۰۰ تا rpm ۲۰۰۰۰ می باشند . این نوع سانتریفیوژها بیشتر برای جداسازی موادی به کار میرود که نسبت به حرارت حساس هستند.
- سانتریفیوژهای میکروهماتوکریت که برای تعیین میزان هماتوکریت خون استفاده میشوند. این دستگاه ها دارای سرعت بالایی تا حدود rpm ۲۰۰۰۰ میباشند.
- اولترا سانتریفیوژها که دارای سرعتی بین ۳۰۰۰۰rpm تا ۱۳۰۰۰۰ هستند و همگی یخچال دار هستند. از این دسته سانتریفیوژها به دلیل سرعت بسیار بالا و قدرت تفکیک ذرات بسیار ریز بیشتر در مراکز تحقیقاتی استفاده میشود.
ب) گروه دوم: تقسیم بندی دیگر براساس وضعیت چرخش لوله ها در سانتریفیوژ میباشد که شامل:
- سانتریفیوژهای شناور: در سانتریفیوژهای شناور، لوله ها در زمان توقف به حالت عمودی و در حال حرکت به حالت افقی در می آیند.
- سانتریفیوژهای زاویه ثابت: در سانتریفیوژهای زاویه ثابت ، لوله ها در همه حال دارای زاویه ثابت نسبت به محور سانتریفیوژ می باشند. سرعت این نوع سانتریفیوژ، می تواند نسبت به مورد قبلی بیشتر باشد، ولی در زمان چرخش به علت مقاومت هوا، درون آن گرمای بیشتری ایجاد شده و دما بالا می رود.
- سانتریفیوژهای لوله عمودی: در این نوع سانتریفیوژ لوله ها در همه حال در وضعیت عمودی و موازی با محور سانتریفیوژ قرار دارند.
نکات مهم در استفاده از سانتریفیوژ
رعایت نکات زیر تاثیر به سزایی در افزایش عملکرد دستگاه و ایمنی پرسنل دارد. این نکات عبارتند از:
- تمیز نگهداشتن و ضد عفونی مرتب محفظه داخل دستگاه در کاهش انتشار آلودگیها نقش بسیار مهمی دارد.
- در کار روزانه نباید سانتریفیوژ را با درب باز به کار انداخت.
- سانتریفیوژ را باید در محلی محکم و بدون لرزش قرارداد.
- استفاده از لوله های مناسب و توصیه شده
- رعایت توازن لوله ها و حجم نمونه ها به طوری که وزن لوله های حاوی نمونه که مقابل هم قرار می گیرند بیش از 1% تفاوت نداشته باشند. وزن مجموع لوله های حاوی نمونه نیز نباید از وزن تعیین شده برای سرعت خاص تجاوز نماید.
- اگر دستگاه دارای سیم اتصال به زمین است برای پیشگیری از خطر برق گرفتگی آن را به سیستم اتصال زمین آزمایشگاه و یا حداقل به لوله فلزی آب سرد وصل کنید.
- هرگز از لوله های دارای ترک و یا خوردگی استفاده نشود.
- تعویض به موقع ذغال موتور و روغن کاری آن موجب افزایش عمر مفید دستگاه میشود.
- بستن درب لوله های حاوی خون قبل از سانتریفیوژ جهت جلوگیری از پخش آئروسل در محیط.
- عدم استفاده از اپلیکاتورهای چوبی جهت خارج کردن لخته به علت افزایش احتمال همولیز نمونه.
- از افزایش و یا کاهش ناگهانی سرعت دستگاه هنگام کار اجتناب شود.
نگهداری پیش گیرانه
نگهداری پیشگیرانه به مجموعه اقداماتی گفته میشود که با رعایت آنها عملکرد دستگاه بهتر، استهلاک آن کم و عمر مفید دستگاه افزایش می یابد. این اقدامات عبارتند از:
الف) اقدامات نگهداری ماهیانه
- تمیز کردن قطعات دستگاه از گرد و غبار و ذرات لوله های آزمایش شکسته.
- تمیز کردن بدنه دستگاه توسط مواد پاک کننده ملایم.
- کنترل کردن وضعیت روتور دستگاه از نظر روغن کاری و سالم بودن ضربه گیرهای آن.
- کنترل وضعیت قفل درب دستگاه و اطمینان از صحت عملکرد آن.
- کنترل وضعیت درزها و واشرها از نظر آب بندی.
- اگر سانتریفیوژ یخچال دار است با استفاده از دماسنج های الکترونیک با دقت 0.5 درجه دمای آنها را کنترل کنید. نباید اختلاف دما بیش از مثبت و منفی 2 درجه سانتیگراد باشد.
ب) اقدامات نگهداری شش ماه
- بررسی وضعیت ذغال های موتور و تعویض آنها در صورت خوردگی و کوتاه شدن.
- کنترل درستی عملکرد زمان سنج دستگاه با استفاده از زمان سنجهای الکترونیک کالیبره.
ج) اقدامات نگهداری سالیانه
- تمیز کردن بردهای الکترونیکی دستگاه و نصب صحیح آنها در مکان خود.
- آزمایش درستی عملکرد قطعات کنترلی دستگاه مانند سرعت سنج، دماسنج، نشانگرهای آلارم و نمایشگر دستگاه.
- بررسی استانداردهای الکتریکی دستگاه توسط ابزارهای تحلیل گر ایمنی الکتریکی و تست مقاومت اتصال به زمین.
روش کار با تاکومتر برای سنجش سرعت سانتریفیوژ
- قفل سانتریفیوژ را در حالتی قرار دهید که در حال باز بودن درب دستگاه، چرخش انجام شود.
- کاغذ مخصوص همراه تاکومتر را نزدیک مرکز محور سانتریفیوژ (نه در روی مرکز محور) قرار دهید. این کار باعث می شود در هر بار چرخش ، نور یک بار از کاغذ مخصوص به تاکومتر باز تابیده شود.
- سانتریفیوژ را با دور مورد نظر تنظیم نموده و روشن کنید.
- تاکومتر را در فاصله مناسب نسبت به کاغذ نشاندار نگه داشته و آن را روشن کنید.
- هنگامیکه عدد نمایش داده شده روی تاکومتر ثابت ماند، آن را یاد داشت نموده با سرعت انتخاب شده اولیه مقایسه نمائید.