[fusion_builder_container hundred_percent=”no” equal_height_columns=”no” menu_anchor=”” hide_on_mobile=”small-visibility,medium-visibility,large-visibility” class=”” id=”” background_color=”” background_image=”” background_position=”center center” background_repeat=”no-repeat” fade=”no” background_parallax=”none” parallax_speed=”0.3″ video_mp4=”” video_webm=”” video_ogv=”” video_url=”” video_aspect_ratio=”16:9″ video_loop=”yes” video_mute=”yes” overlay_color=”” video_preview_image=”” border_color=”” border_style=”solid” padding_top=”” padding_bottom=”” padding_left=”” padding_right=”” type=”legacy”][fusion_builder_row][fusion_builder_column type=”1_1″ layout=”1_1″ background_position=”left top” background_color=”” border_color=”” border_style=”solid” border_position=”all” spacing=”yes” background_image=”” background_repeat=”no-repeat” padding_top=”” padding_right=”” padding_bottom=”” padding_left=”” margin_top=”0px” margin_bottom=”0px” class=”” id=”” animation_type=”” animation_speed=”0.3″ animation_direction=”left” hide_on_mobile=”small-visibility,medium-visibility,large-visibility” center_content=”no” last=”true” min_height=”” hover_type=”none” link=”” border_sizes_top=”” border_sizes_bottom=”” border_sizes_left=”” border_sizes_right=”” first=”true”][fusion_text columns=”” column_min_width=”” column_spacing=”” rule_style=”default” rule_size=”” rule_color=”” content_alignment_medium=”” content_alignment_small=”” content_alignment=”” hide_on_mobile=”small-visibility,medium-visibility,large-visibility” sticky_display=”normal,sticky” class=”” id=”” font_size=”” fusion_font_family_text_font=”” fusion_font_variant_text_font=”” line_height=”” letter_spacing=”” text_color=”” animation_type=”” animation_direction=”left” animation_speed=”0.3″ animation_offset=””]

اساس کار سانتریفوژها

اصول اساسی

سانتریفوژ دستگاهی است که از نیروی گریز از مرکز (یعنی نیرویی که به واسطه چرخش است) برای چرخش مواد حول یک محور مرکزی استفاده میکند. این اصل، جهت مجزا کردن ذرات موجود جامد در یک محیط مایع بواسطه رسوب دادن این ذرات موجود در مایع  بر اساس چگالی آن ها مورد استفاده قرار میگیرد. نیروی گریز از مرکز مواد سنگین‌تر را به سمت خارج از مرکز روتور هدایت می‌کند.

اساس کار سانتریفیوژ، عمل نیروی گریز از مرکز روی ذرات و مواد جامد در حال چرخش است که با شعاع میدان چرخشی و سرعت دوران و چرخش افزایش می یابد. میزان رسوب نیز بواسطه چگالی ذرات جامد تعیین می شود. ابتدا ذرات سنگین تر و با چگالی بیشتر رسوب می کنند و سپس ذرات سبکتر ته نشین می گردند. بسته به شرایط، ذرات بسیار سبک و کم وزن حتی ممکن است در تعلیق و سوسپانسیون باقی بمانند و ته نشین نشوند.

نیروی نسبی گریز از مرکز  سانتریفیوژ بستگی به شعاع و سرعت دوران داشته و براساس فرمول زیر است و واحد آن نیز بر اساس ضریبی از (g (gravity بیان می شود:

RCF = 1. 118×10^-5 x r x rpm²  (relative centrifugal force)

RCF = نیروی نسبی گریز از مرکز) نیروی سانتریفیوژ) (g)

r =شعاع سانتریفیوژ بر حسب سانتیمتر

Rpm= سرعت چرخش بر حسب دور در دقیقه

RCF (نیروی نسبی گریز از مرکز ) را می توان بوسیله ی نموگرام تعیین نمود:

نکته: جهت محاسبه RCF ، محاسبه r از مرکز چرخش دارای اهمیت است. زیرا به دلیل طراحی روتور، r از بالا به پایین محل نگهداری لوله متفاوت خواهد بود.

RCF را در یک روتور با زاویه ثابت در شرایطی که سرعت چرخش 12.000 دور در دقیقه است. برای محاسبه RCF باید معدل مقادیر RCF مورد استفاده قرار گیرد.

 انواع سانتریفیوژ

دو نوع اصلی و عمدۀ سانتریفوژ وجود دارد: مقدماتی و تحلیلی

از سانتریفوژهای مقدماتی یا تدارکی برای جداکردن جامدات معلق در نمونه های بیولوژیکی از مایعات استفاده میشود. این نوع سانتریفوژ، معمول ترین نوع سانتریفوژ است.

سانتریفوژهای مقدماتی در اندازه و ظرفیت نمونه شان متفاوت اند؛ از دستگاه های سانتریفوژی که روی زمین قرار می گیرند تا آنها که ظرفیت و حجم کوچک و کمی دارند و می توان آنها را بر روی یک میز کار نیز قرار داد. برخی از آنها، محافظ های در برابر باد برای محافظت از استفاده کننده دارند و در برابر آلودگی بواسطه تشکیل احتمالی هرگونه “آئروسل” تنظیم می شوند. در بسیاری از کشورها، چنین چیزی برای حفظ ایمنی و جان استفاده کننده اجباری است.

از سانتریفوژهای تحلیلی ممکن است برای تعیین کمیت یک یا بیش از یک جزء و مؤلفه جامد در یک تعلیق و سوسپانسیون ترکیبی استفاده کرد. تنها سانتریفوژ از این نوع که در آزمایشگاه های پزشکی مورد استفاده قرار می گیرد، سانتریفوژ میکروهماتوکریت است.

انواع سانتریفیوژ بر اساس سرعت

– سانتریفیوژهای با سرعت پایین (سانتریفوژهای رومیزی کلینیکی) 

سرعت این مدل از سانتریفیوژها در حدود ۲۰۰۰ تا ۸۰۰۰ دور در دقیقه است. این نوع از سانتریفیوژها برای جداسازی اجزا و سلول‌های خونی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

– ساده ترین و ارزان ترین نوع سانتریفیوژ

– اغلب برای جداکردن مقادیر کم مواد (گلبول های قرمز، سلول های مخمر) مورد استفاده قرار می‌گیرند.

– سانتریفوژهای با سرعت بالا:

سرعت بالا: rpm  20000-25000

برای جداکردن مقادیر زیاد کاربرد دارند.

معمولاً مجهز به یخچال هستند. (دمای 0-4 درجه سانتیگراد)

تقریبا در هر آزمایشگاه تحقیقات بیوشیمی یافت می‌گردد.

برای سانتریفوژ میکروارگانیسم ها، محتویات سلولی، سلول ها، ارگانل های سلولی بزرگ، رسوبات سولفات آمونیم بکار می‌رود.

این دستگاه برای رسوب دادن ویروس ها، ارگانل های کوچک مانند، ریبوزوم ها یا مولکول ها کارایی کافی را ندارند.

– اولتراسانتریفوژ

سرعت چرخش روتور در این سانتریفیوژها بسیار بالا است؛ به طوری که گاهی سرعت این سانتریفیوژها به ۲۰۰٫۰۰۰ دور در دقیقه هم می‌رسد. از اولترا سانتریفیوژها برای جداسازی اجزا و ترکیبات کوچک (مانند جداسازی اجزای داخل سرم‌های خونی به منظور کاهش کدورت سرم) استفاده می‌شود. این نوع از سانتریفیوژها کاربردهای گسترده‌ای در تست‌های دقیق آزمایشگاهی دارند.

برای جدانمودن ویروس ها، ارگانل های تحت سلولی (subcellular)، ترکیبات آنزیمی، مولکول هایی مانند: DNA ، RNA و پروتئین.

طبقه‌بندی سانتریفیوژها براساس روتور

روتور بخش اصلی هر سانتریفیوژ را به خود اختصاص داده است. از این رو، انواع مختلف روتور در غالب انواع مختلف سانتریفیوژ طبقه‌بندی می‌شوند:

• سانتریفوژهای شناور (Swinging Bucket) (Horizontal Head)

  

این سانتریفیوژها در روتور خود لولایی دارند که ظروف نمونه را به روتور مرکزی وصل می‌کند. به همین در ابتدا، لوله‌ها در حالت توقف، وضعیت عمودی و در حال حرکت، وضعیت افقی دارند ودر انتهای لوله رسوبات متراکم می‌شوند.

سانتریفوژهای با زاویه ثابت (Fixed Angle)

این سانتریفیوژها برای نگه داشتن ظروف نمونه در یک زاویه ثابت نسبت به محور مرکزی طراحی شده‌اند. لوله‌ها در یک زاویه تثبیت شده در هنگام چرخش نگهداشته می‌شوند. این زاویه بین ۲۵ تا ۴۰ درجه است. هر چه این زاویه بیشتر باشد، سرعت چرخش بیشتر شده و در نتیجه رسوب بیشتری در انتهای لوله‌ها و ظروف نمونه تشکیل می‌شود.

سانتریفیوژهای توبولار

در این نوع سانتریفیوژها، دوران به صورت عمودی است. سرعت جداسازی در ساتریفیوژهای توبولار بسیار بالا است و بیشتر برای کاربردهای بالینی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

[/fusion_text][fusion_accordion type=”” boxed_mode=”” border_size=”1″ border_color=”” background_color=”” hover_color=”” divider_line=”” title_font_size=”” icon_size=”” icon_color=”” icon_boxed_mode=”” icon_box_color=”” icon_alignment=”” toggle_hover_accent_color=”” hide_on_mobile=”small-visibility,medium-visibility,large-visibility” class=”” id=””][fusion_toggle title=”انواع سانتریفیوژ های آزمایشگاهی بر اساس کاربرد” open=”no” class=”” id=””]

انواع سانتریفیوژ های آزمایشگاهی بر اساس کاربرد

– سانتریفیوژ سیتولوژی (سلول شناسی)

– برای جدا کردن لایه نازک سلول‌ها (مانند لایه‌های سلولی نمونه‌های مخاط رحمی) از روی اسلایدهای آزمایشگاهی و رسوب دادن آن‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. از این سانتریفیوژها برای شکستن سلول‌ها و مطالعات اجزای سلولی استفاده می‌شود.

– سانتریفیوژ‌های سیتولوژی یکی از پرکاربردترین سانتریفیوژها در آزمایشگاه‌های سلولی، میکروبی، سرولوژی، هماتولوژی و بافت شناسی به شمار می‌آیند.

سانتریفیوژی هماتوکریت

این سانتریفیوژها برای اندازه‌گیری هماتوکریت خون از نیروی گریز از مرکز استفاده می‌کند. هماتوکریت در واقع، نسبت حجم گلبول‌های قرمز خون به کل حجم خون است. روتورهای سانتریفیوژهای هماتوکریت، طوری طراحی شده‌اند که نمونه‌ها در لوله‌های موئین دورن روتور قرار می‌گیرند. لوله‌های موئین سانتریفیوژ شده با استفاده از یک صفحه مدرج اندازه‌گیری شده و از این طریق مقدار هماتوکریت محاسبه می‌شود.

لوله های موئین را باید در یک انتها با خمیر هماتوکریت پر نمود. این انتها باید همواره در مقابل واشر عایق در سطح بیرونی روتور قرار داد. حتی با وجود در نظر گرفتن احتیاط های بالا، باز هم این امکان وجود دارد که خون از انتهای لوله های موئین به بیرون تراوش و نشت کند.

پس از هر گونه بهم ریختگی و کثیفی، ابتدا محفظه سانتریفوژ را باید فورا با محلول صابون تمیز کرد و سپس آن را با الکل ۷۰ درصد (۷۰۰ میلی لیتر الیتر) ضدعفونی نمود.

میکروسانتریفیوژ

میکروسانتریفیوژها، یکی از ابزارهای اصلی در بسیاری از آزمایشگاه‌های تحقیقاتی به شمار می‌آیند که عموماً حجم لوله‌های کوچکی مانند لوله‌های 2 میلی‌لیتر، 1.5 میلی‌لیتر، 0.5 میلی‌لیتر و لوله‌های PCR را در خود جای می‌دهند. میکروسانتریفیوژها برای کاربردهای روتین آزمایشگاهی به طور معمول با سرعتی در حدود   x16000 g  چرخش دارند، در حالی که برای کارکردهای تخصصی‌تر می‌توانند به سرعت‌های بالاتر نظیر x30000 g نیز برسند.

سانتریفیوژهای یخچال‌دار

سانتریفیوژهای یخچال‌دار ابزاری ایده آل برای سانتریفیوژ نمونه‌هایی هستند که ممکن است حساس به دما باشند، به عنوان مثال این سانتریفیوژها در مطالعات سلول‌های زنده جانوران یا پروتئین‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. بسیاری از آنها دارای روتورها و آداپتورهای قابل تعویض هستند تا طیف گسترده‌ای از حجم نمونه از زیر 1 ‌یتر تا چند لیتر را در خود جای دهند. سرعت نیز می‌تواند متفاوت باشد، به طوری که در برخی از مدل‌های این دستگاه می‌تواند تا  x60000 g برسند.

سانتریفیوژهای جدا کننده اجزای خونی (بالینی)

این گروه، سانتریفیوژهای کم سرعت و کم حجم هستند که برای جداسازی اجزای کامل خون مانند سرم، پلاسما، گلبول‌های سفید، گلبول‌های قرمز و سایر مایعات بدن ایده آل محسوب می‌شوند. سرعت این سانتریفیوژها ممکن است بین 200 دور در دقیقه تا 6000 دور در دقیقه باشد.

سانتریفیوژهای  خلاء

این سانتریفیوژها می‌توانند از خلاء، نیروی گریز از مرکز، دما و یا گاز استفاده کنند تا حلال مایع را برای خلوص نمونه‌ها از بین ببرند. این ابزار برای تصفیه یا تهیه نمونه‌هایی از قبیل ماکرومولکول‌ها نظیر اسیدهای نوکلئیک، پروتئین‌ها، پپتیدها و سایر ترکیبات برای انواع کاربردهای تحقیقاتی ایده آل هستند. در این نوع سانتریفیوژها برای تبخیر حلال‌ها، از مکانیسم خلاء با سیستم‌های گرمایش استفاده می‌کنند.

سانتریفیوژهای افتراقی

سانتریفیوژهای افتراقی برای جداسازی اجسام مختلف بیولوژیکی مانند ویروس‌ها، اندامک‌های سلولی نظیر ریبوزوم‌ها و میتوکندری‌ها و به طور کلی جداسازی اجزای عصاره‌های سلولی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

سانتریفیوژهای گازی

سانتریفیوژهای گازی سانتریفیوژهای گازی برای جداسازی ایزوتوپی در فاز گاز مانند غنی سازی اورنیوم مورد به کار گرفته می‌شوند.

[/fusion_toggle][fusion_toggle title=”نگهداری و کنترل کیفی سانتریفوژ” open=”no” class=”” id=””]

نگهداری و کنترل کیفی سانتریفوژ

سرعت سانتریفوژ:

ابزار سنجش سرعت سانتریفوژ، تاکومتر است. سرعت سانتریفوژ باید حداقل هر سه ماه یک بار بررسی شده و میزان سرعت اندازه گیری شده نباید بیش از 5% با سرعت مورد انتظار (سرعت انتخابی هنگام کار با سانتریفوژ) متفاوت باشد.

برای بررسی سرعت سانتریفوژ باتاکومتر مراحل زیر انجام می‌شود:

• قفل سانتریفوژ را در حالتی قرار دهید که در حال بازبودن در چرخش انجام شود.
• کاغذ مخصوص همراه تاکومتر را نزدیک مرکز محور سانتریفوژ (نه در روی مرکز محور) بچسبانید. این کار باعث می‌شود در هر بار چرخش، نور یک بار از کاغذ مخصوص به تاکومتر بازتابیده شود.
• سانتریفوژ را با دور مورد نظر تنظیم نموده و روشن کنید.
• تاکومتر را در فاصله مناسب نسبت به کاغذ نشاندار نگهداشته و آنرا روشن کنید.
• هنگامی که عدد نمایش داده شده روی تاکومتر ثابت ماند. آن را یادداشت نموده با سرعت انتخاب شده اولیه مقایسه نمائید.

زمان سنج سانتریفوژ

• بهتر است زمان سنج بصورت هفتگی در مقابل زمان سنج کالیبره مورد بررسی قرار گیرد. برای این امر زمان سنج را در زمانهای مختلف تنظیم و با کرونومتر مقایسه کنید. اعداد حاصله نباید بیش از 10% با زمان مورد انتظار متفاوت باشد.

کنترل دما

برخی سانتریفوژها هنگام کار ایجاد حرارت زیاد در محفظه داخل سانتریفوژ می‌نمایند و این دما می‌تواند بر کیفیت نمونه و غلظت کمیت‌های آن تاثیرگذار باشد لذا هنگامی که اندازه گیری کمیتی موردنظر است که به دما حساس می‌باشد، بهتر است از سانتریفوژ یخچال دار استفاده شود. برای کنترل دما، می‌توان در لوله آزمایش، آب مقطر ریخته و دمای آن را تعیین نمود. سپس لوله در سانتریفوژ قرار گرفته و دستگاه با دور مشخص روشن می‌شود. پس از مدت مقرر، دمای آب داخل لوله مجددا اندازه‌گیری می‌شود. دمای سانتریفوژهای یخچال دار ثابت می‌باشد هر ماه بررسی شده و میزان دمای اندازه گیری شده نباید بیش از دو درجه سانتی گراد با دمای مورد انتظار متفاوت باشد.

باز کردن بسته بندی، قرار دادن وسیله در محل مخصوص خودش، نصب آن و شرایط الکتریکی

اگر وسایل مورد نظر موجود است، از دستورالعمل سازنده استفاده کرده، بسته بندی و هرچیزی که برای ثابت ماندن آن، در طی حمل و نقل استفاده شده را باز کرده و بردارید.

چک کنید که ولتاز وسایل و تجهیزات با ولتاژ منبع تغذیه محل مورد نظر یکسان و برابر باشد و توان و قدرت فیوز نیز صحیح و مناسب آن باشد. یک فیوز صحیح و مناسب باید وسیله مورد نظر را از خسارت الکتریک صاد، محافظت نماید.

دستگاه های سانتریفوژی که روی کف زمین قرار داده می شوند و همچنین آنهایی که روی یک میز کار قرار می گیرند، را باید روی سطحی محکم و سفت و به دور از ترازوهای آزمایشگاهی گذاشت.

سانتریفوژهایی که روی میز کار قرار می گیرند را باید حداقل به فاصله ۲۰ سانتی متر دور از لبه میز گذاشت، اگر نمونه مورد نظر در طی دوران و چرخش بشکند، نیروهای خارج از تعادل قابل توجهی تولید شده و ممکن است سانتریفوژ بطورغیر قابل انتظاری در جای خود ثابت نمانده و حرکت کند.

اصول نگهداری از سانتریفیوژ

– برای جلوگیری از حرکت و جابجایی دستگاه سانتریفوژ، آن را باید روی سطح کاملا افقی و تراز قرار داد. اگر سانتریفوژ در حالت تعادل نباشد، در عملکرد آن اختلال بوجود می آید.

– هنگام کار با سانتریفیوژ در تمامی اوقات باید بار و وزن سانتریفوژ در حالت تعادل باشد. بنابراین لوله ها باید به طور قرینه و با وزن یکسان قرار گیرند. اگر لوله های نمونه به تعداد کافی برای برقرار ی تعادل نبود، لوله ای که دارای حجم معین و مناسبی از آب است را هنگامی که تعدادی از نمونه ها را سانتریفوژ میکنید، به آن اضافه نمائید.

ایجاد تعادل نهایی را باید بواسطه قرار دادن بارهای جفت روی دو صفحه حساس با تعادل معقول و مناسب انجام داد و بواسطه افزودن آب از یک بطری یا پیپت آن را دارای تعادل نمود.

– برای نمونه های های بیولوژیکی باید در طی سانتریفوژ از درپوش استفاده کرد. اگر در طی سانتریفوژ صدای غیر معمولی از آن شنیده می شود. باید آن را فورا متوقف کرد چراکه این صدای غیرنرمال نشان دهنده ی این است که تعادل آن به درستی ایجاد نشده است.

– پس از هرگونه ریخت و پاش و بهم ریختگی نمونه، همواره سانتریفیوژ را کاملا تمیز کنید و آن را بهمراه سانتریفوژ فورا با الکل ۷۰ درصد (۷۰۰ میلی لیتر /لیتر) پاک و ضدعفونی نمائید.

– در صورت لزوم، برس های برقی سانتریفیوژ را تعویض نمائید.

– چک کنید که قطعات فرسوده و زنگ زده نباشد و در صورت نیاز قطعات فرسوده را عوض کنید.

– هیچ گاه دستگاه سانتریفوژ را با وجود باز بودن درپوش آن به کار نیندازید.

– از سانتریفوژ در سرعت های بالاتر از ظرفیت دستگاه، استفاده نکنید.

خطرات / ایمنی

از آنجایی که دستگاههای سانتریفوژ همواره جهت آماده کردن و تهیه نمونه های خون و ادرار مورد استفاده قرار می گیرد، لذا توصیه می شود که محفظه داخل سانتریفوژ، سطل ها و حلقه های سر محور را پیش از این هرگونه سرویس دهی انجام گیرد و از آنها استفاده شود، تمیز و ضدعفونی نمائید.

ابزارها

– یک جعبه ابزار معمول و عمومی مناسب و راضی کننده است.

– لوازم اضافی و یدکی

– خازن مسدود کننده (صافی تداخل و پارازیت)

– جاروبک و جمع کننده زغالی

– پایه های لاستیکی (با مدل های رومیزی)

– بالشتک های لاستیکی برای سانتریفوژهای مقدماتی و تدارکی)

– واشر مسدود کننده (برای سانتریفوژهای هماتوکریت)

حفظ و نگهداری

١- قفل درپوش را چک کنید.

۲- حلقه های سر محور و سطل ها را جهت سالم بودن فلزشان مورد بررسی قرار دهید.

٣- لولاها، دگمه های تنظیم، پایه های لاستیکی را چک کنید.

۴- وزن سطل ها را چک کرده و آنها را در نگهدارنده هایشان عوض کنید.  بالشتک های لاستیکی موجود در سطل ها ممکن است گم شوند یا برای تمیز کردن و جابجایی بیرون آورده شوند که در این صورت بارهای غیر یکسان بوجود می آید. حتی تفاوت های کم در وزن نیز می تواند سبب فرسایش سریع و پوسیدگی یاتاقان های موتور شود.

سرویس

١- به وارسی ترمزها جهت عملکرد مناسب دستگاه بپردازید.

۲- قفل درپوش را تنظیم و وارسی کنید تا مطمئن شوید که عملکرد مناسب مسدود کنندگی الکتریکی برقرار است.

٣- چک کنید که اتصالات ضعیف و غیرمحکم نباشد.

۴- جارویک ها و جمع کننده های ذغالی را جهت پوسیدگی یا نبود کشش فنر چک و وارسی کنید. ۵- زمان سنج (تایمر) را چک کنید تا تنظیم باشد).

۶- به یاتاقان های موتور دستگاه، گریس بزنید.

[/fusion_toggle][/fusion_accordion][/fusion_builder_column][/fusion_builder_row][/fusion_builder_container]