روش کار با سانتریفیوژ
قسمت 1: سانتریفیوژ برای چه مواردی استفاده می شود؟
سانتریفیوژها در آزمایشگاههای مختلف برای جداسازی مایعات ، گازها یا مایعات بر اساس چگالی استفاده می شوند. در آزمایشگاههای تحقیقاتی و بالینی ، سانتریفیوژها اغلب برای تصفیه سلول ، اندامک ، ویروس ، پروتئین و اسید نوکلئیک استفاده می شوند.
نمونه ای از استفاده از سانتریفیوژ در محیط بالینی جداسازی اجزای کامل خون است. سنجش های مختلف نیاز به سرم یا پلاسما دارد که ممکن است با سانتریفوژ به دست آید.
سرم از طریق لخته شدن نمونه کامل خون در دمای اتاق به دست می آید. سپس نمونه سانتریفیوژ شده و لخته برداشته می شود و مایع رویی سرم باقی می ماند.
بر خلاف سرم ، پلاسما از خون کامل گرفته می شود که برای لخته شدن باقی نمانده است و حاوی سرم همراه با عوامل انعقادی است. برای به دست آوردن پلاسما ، یک نمونه کامل خون در لوله های تحت درمان با داروهای ضد انعقاد جمع آوری می شود. پس از سانتریفیوژ ، سلول ها برداشته می شوند و مایع رویی پلاسما باقی می ماند.
قسمت 2: سانتریفیوژ چگونه کار می کند ؟
اصول سانتریفیوژ
سانتریفیوژ برای جداسازی ذرات معلق در مایع با توجه به اندازه و چگالی ذرات ، ویسکوزیته محیط و سرعت روتور استفاده می شود.
در یک محلول ، نیروی گرانشی باعث می شود ذرات با چگالی بالاتر از حلال فرو بروند و ذرات با چگالی کمتر از حلال به بالا شناور شوند. سانتریفیوژ از اختلاف حتی اندک چگالی برای جدا کردن ذرات درون محلول استفاده می کند.
با چرخش روتور به دور محور مرکزی ، نیروی گریز از مرکز ایجاد می کند که باعث حرکت ذرات از محور چرخش می شود. اگر نیروی گریز از مرکز از نیروهای شناور محیط مایع و نیروی اصطکاک ایجاد شده توسط ذره فراتر رود ، ذرات رسوب می کنند.
انواع روتور سانتریفیوژ
دو طرح روتور بسیار رایج وجود دارد: زاویه ثابت و متحرک (سطل چرخان). روتور زاویه ثابت طوری طراحی شده است که لوله ها را در یک موقعیت ثابت در زاویه ثابت نسبت به محور عمودی چرخش (تا حدود 45 درجه) نگه دارد. سانتریفیوژ باعث رسوب ذرات در کنار و پایین لوله می شود. طراحی سطل نوسان به لوله ها اجازه می دهد تا از حالت استراحت عمودی خارج شوند تا در حین سانتریفیوژ موازی افقی شوند. در نتیجه رسوب در انتهای لوله ایجاد می شود.
روتورهای زاویه ثابت برای کاربردهای گندله سازی یا برای حذف ذرات از یک سوسپانسیون و دور ریختن بقایا یا بازیابی گلوله ایده آل هستند ، در حالی که روتورهای سطل چرخان برای جداسازی نمونه های با حجم زیاد در سرعتهای پایین و حل نمونه ها در شیبهای سرعت (منطقه ای) مناسب هستند.
قسمت سوم: چگونه سانتریفیوژ را انتخاب می کنید؟
سرعت سانتریفیوژ
سانتریفیوژها را می توان بر اساس حداکثر سرعت طبقه بندی کرد که به صورت دور در دقیقه (RPM) اندازه گیری می شود. سرعتها بین 0 تا 7500 دور در دقیقه برای سانتریفیوژهای کم سرعت ، تا 20000 دور در دقیقه یا بیشتر متغیر است.
سرعت روتور سانتریفیوژ اغلب به عنوان RCF در واحد گرانش (x g ) برای روشهای مختلف بیان می شود. با این حال ، بسیاری از سانتریفیوژها سرعت را به صورت دور در دقیقه (RPM) نشان می دهند و برای اطمینان از شرایط تجربی مناسب ، تبدیل را ضروری می کند. از فرمول زیر برای تبدیل RPM به RCF استفاده می شود ، جایی که R شعاع روتور (سانتی متر) و S سرعت (RPM) است:
g = (1.118 x 10 -5 ) RS 2
اندازه سانتریفیوژ
سانتریفیوژها به عنوان مدلهای مختلف روی نیمکت یا روی زمین در دسترس هستند.
مدلهای طبقه ظرفیت نمونه بیشتری را ارائه می دهند و می توانند به سرعت بالایی دست یابند. سانتریفیوژهای سوپریپ می توانند حداکثر g -force (نیروی گریز از مرکز نسبی ، RCF) بیش از 70،000 g g را بدست آورند و اولترا سانتریفیوژهایی که اغلب برای تجزیه DNA یا RNA استفاده می شوند ، می توانند تا 1،000،000 g گرم برسند. برای کاربردهای با ظرفیت بالا و سرعت پایین ، سانتریفیوژهای با سرعت پایین که تقریباً به 7000 x g می رسند ، در دسترس هستند.
مدلهای نیمکت دارای رد پای کوچکتری هستند و مدلهای عمومی برای طیف وسیعی از برنامه ها ایده آل هستند. مدلهای نیمکت زیادی وجود دارد ، از جمله مدلهای سریع ، میکرو سانتریفیوژ ، بالینی و شستشوی سلول. مدلهای نیمکت بالینی و واشرهای سلولی معمولاً با سرعت کمتری عمل می کنند و برای کاربردهای تشخیصی و شستشوی زباله از گلبولهای قرمز مناسب هستند.
سانتریفیوژها برای کاربردهای مختلف
انتخاب سانتریفیوژ متناسب با کاربرد خاص ضروری است. هنگام خرید سانتریفیوژ ، مهم است که به سوالات زیر توجه کنید:
- با چه حجم نمونه ای کار می کنید؟ برای فرآیندهای شامل حجم زیاد یا متفاوت ، یک مدل کفپوش با ظرفیت بیشتر و تنظیمات مختلف روتور ممکن است بهترین راه حل باشد.
- آیا نمونه ها به دما حساس هستند؟ در این صورت ، یک سانتریفیوژ با گزینه های تبرید و کنترل دما مورد نیاز است.
- آیا از سانتریفیوژ برای پردازش نمونه های بالینی یا بانکی خون استفاده می شود؟ واشرهای سلولی یا مدلهای بالینی برای این کاربردهای خاص در دسترس هستند.
- در مقایسه با ردپای سانتریفیوژ چقدر فضای آزمایشگاهی در دسترس است؟
- حداکثر نیروی g که سانتریفیوژ می تواند تولید کند چقدر است؟ سانتریفیوژهای با سرعت پایین برای جداسازی کامل سلول ها ایده آل هستند ، در حالی که اولترا سانتریفیوژها برای جداسازی DNA و RNA ضروری هستند.
قسمت 4: هنگام کار با سانتریفیوژ چه نکات ایمنی باید رعایت شود؟
از سطح کار محکم و سطح اطمینان حاصل کنید
همیشه قبل از کار ، سانتریفیوژ را روی سطح مناسب قرار دهید.
سانتریفیوژ را متعادل کنید
استفاده از سانتریفیوژ نامتعادل ممکن است خسارت قابل توجهی وارد کرده و اپراتور و دیگر پرسنل آزمایشگاه را مجروح کند. جرم کل هر لوله باید تا حد ممکن نزدیک باشد- این امر در سرعتهای بسیار بالا روتور اهمیت فزاینده ای پیدا می کند. متعادل کردن جرم ها به نزدیکترین 0.1 گرم توصیه می شود و مهم است که لوله ها را بر حسب جرم و نه حجم متعادل کنیم. به عنوان مثال ، یک نمونه متشکل از مایع با چگالی بیشتر یا کمتر از آب با حجم مساوی آب را متعادل نکنید.
در حین حرکت روتور درپوش را باز نکنید
بسیاری از سانتریفیوژها دارای “خاموش شدن ایمنی” هستند. با این حال ، این فقط قدرت روتور را متوقف می کند ، که همچنان به دلیل اینرسی خود برای مدتی می چرخد تا زمانی که در اثر اصطکاک متوقف شود.
اگر سانتریفیوژ تکان می خورد یا می لرزد ، دوشاخه را بکشید
کمی ارتعاش طبیعی است ، اما مقادیر بیش از حد می تواند به معنی خطر باشد. ابتدا بررسی کنید که لوله ها به درستی تعادل دارند. اگر مشکل برطرف نشد ، سانتریفیوژ را تا زمانی که توسط سازنده یا فروشنده تعمیر نشده است کار نکنید.
قسمت 5: چگونه سانتریفیوژ را متعادل می کنید؟
چرا باید سانتریفیوژ را متعادل کنید
قبل از شروع سانتریفیوژ ، لازم است آن را به درستی بارگیری کنید. متعادل سازی سانتریفیوژ از آسیب احتمالی به دستگاه جلوگیری می کند و برای عملکرد ایمن بسیار مهم است.
نحوه تعادل سانتریفیوژ
- اطمینان حاصل کنید که تمام لوله های نمونه به طور مساوی پر شده اند. اگر لوله های اضافی برای تعادل مورد نیاز است ، آنها را با آب یا مایع با چگالی مشابه نمونه پر کنید و اطمینان حاصل کنید که جرم در نزدیکترین 0.1 گرم متعادل شده است.
- برای هر لوله ای که در روتور وارد شده است ، یک لوله با وزن مساوی را مستقیماً در مقابل آن اضافه کنید. این امر باعث می شود که مرکز ثقل در مرکز روتور باقی بماند.
- روتور را 90 درجه بچرخانید و دو لوله اضافی را مستقیماً در مقابل یکدیگر اضافه کنید.
- تکرار.
نحوه تعادل 3 لوله ، 5 لوله یا 7 لوله در سانتریفیوژ با 12 موقعیت
دو روش برای ایجاد تعادل بین سه لوله وجود دارد. اولین گزینه این است که سه لوله نمونه را در کنار یکدیگر قرار دهید و سه لوله تعادل ایجاد کنید که مستقیماً در مقابل لوله های نمونه قرار بگیرند.
از طرف دیگر ، سه لوله نمونه ممکن است به طور مساوی در اطراف روتور فاصله داشته باشند.
برای ایجاد تعادل بین پنج لوله ، یک لوله تعادل ایجاد کنید و دو مجموعه از سه لوله را در امتداد یکدیگر قرار دهید.
برای ایجاد تعادل بین هفت لوله ، یک لوله تعادل ایجاد کنید و دو مجموعه از چهار لوله را در امتداد یکدیگر قرار دهید.
قسمت 6: چگونه سانتریفیوژ را نگهداری می کنید؟
مراقبت و نگهداری سانتریفیوژ
چند مرحله ساده می تواند سانتریفیوژ را به درستی کار کند و خطر آسیب یا جراحت را کاهش دهد.
- سانتریفیوژ را به درستی روغن کاری کنید. حلقه های O منبع اصلی حفاظت در برابر نشت نمونه هستند و باید قبل از نصب روتور جدید یا بعد از تمیزکاری روغن کاری شوند. هرگونه اجزای رزوه شده نیز باید به طور مرتب تمیز شوند و با گریس تأیید شده روغن کاری شوند تا از عملکرد مناسب اطمینان حاصل شود و از ایجاد نخ متقاطع و خوردگی جلوگیری شود.
- اطمینان حاصل کنید که همه کاربران از نحوه عملکرد صحیح سانتریفیوژ آگاه هستند ، از جمله اطمینان از اینکه سطل ها به درستی در پین خود قرار گرفته اند ، لوله های متعادل کننده در روتور ، عملکرد روتورها در دستورالعمل های اعلام شده برای سرعت و حداکثر جرم محفظه و جلوگیری از خراشیدن روتور.
- اجزای مهم را بررسی کنید و علائم ساییدگی از جمله خراش یا اثرات شیمیایی روی روتور را جستجو کنید.
- به سر و صدا ، ارتعاش ، لرزش یا آسیاب توجه زیادی داشته باشید و در صورت بروز این مشکل بلافاصله دستگاه را متوقف کنید.
تمیز کردن سانتریفیوژ
به طور مرتب سانتریفیوژ را با محلول های تمیز کننده خنثی (الکل یا ضد عفونی کننده حاوی الکل) که با یک پارچه نرم روی روتورها و لوازم جانبی استفاده می شود تمیز کنید. تمیز کردن روزانه باید شامل قسمت داخلی سانتریفیوژ ، محفظه روتور و سطوحی با قطعات الکترونیکی مانند صفحه لمسی و صفحه کلید باشد.
این مهم است که از انواع مختلف نمونه های مورد استفاده در سانتریفیوژ و هرگونه محصول یا پروتکل خاصی که برای تمیز کردن نشت ها لازم است آگاهی داشته باشید.