سانتریفیوژ چیست

سانتریفیوژ آزمایشگاهی یک قطعه از تجهیزات آزمایشگاهی ، حرکت دهنده توسط یک موتور است که باعث چرخش نمونه های مایع با سرعت بالا می شود .و همچنین برای جداسازی مایعات ، گاز یا مایع بر اساس تراکم استفاده می شود. نیروی گریز از مرکز مواد سنگین تری را به بیرون حاشیه هل می دهد و داسازی با چرخاندن ظرف حاوی مواد با سرعت زیاد حاصل می شود. بسته به اندازه و ظرفیت نمونه ، انواع مختلف سانتریفیوژ وجود دارد.از تنوع بزرگ گرفته تا میکرو سانتریفیوژ ، انواع مختلفی برای تحقیق وجود دارد.

این دستگاه در اکثر آزمایشگاه ها از دانشگاهی تا بالینی تا تحقیقاتی یافت می شود و برای تصفیه سلول ها ، اندامک های داخل سلول های کوچک ، ویروس ها ، پروتئین ها و اسیدهای نوکلئیک استفاده می شود.

سانتریفیوژ انواع مختلفی دارد

سانتریفیوژ دیفرانسیل ، اغلب برای جداسازی اندامکهای خاصی از سلولهای کامل برای تجزیه و تحلیل بیشتر قسمتهای خاص سلول استفاده می شود
سانتریفوژ ایزوپیکنیک ، که اغلب برای جداسازی اسیدهای نوکلئیک مانند DNA استفاده می شود
سانتریفوژ گرادیان ساکاروز ، که اغلب برای تصفیه ویروس ها و ریبوزوم های پوشیده شده و همچنین برای جدا کردن اندامک های سلول از عصاره های سلولی خام استفاده می شود

سانتریفیوژهای آزمایشگاهی شامل

میکرو سانتریفیوژها

(دستگاه های لوله های کوچک از 0.2 میلی لیتر تا 2.0 میلی لیتر (میکرو لوله) ، تا 96 صفحه خوب ، طراحی جمع و جور ، رد پای کوچک ؛ تا 30000 گرم)

سانتریفیوژهای بالینی

(دستگاه های با سرعت متوسط که برای کاربردهای بالینی مانند لوله های جمع آوری خون استفاده می شود)

سانتریفیوژهای چند منظوره با سرعت بالا

(دستگاه هایی برای طیف وسیعی از اندازه لوله ها ، تنوع بالا ، رد پای بزرگ)

سانتریفیوژها سفارشی (یخچالدار)

(مدلهای تحلیلی و مقدماتی)

به دلیل گرمای تولید شده توسط اصطکاک هوا (حتی در سانتریفیوژهای فوق العاده ، جایی که روتور در خلا به خوبی کار می کند) ، و همچنین نیاز مکرر به نگهداری نمونه ها در دمای مشخص ، بسیاری از سانتریفیوژهای آزمایشگاهی در یخچال قرار می گیرند و دما تنظیم می شوند.

لوله های سانتریفیوژ

لوله های سانتریفیوژ لوله های دقیق و مقاوم شیشه ای یا پلاستیکی هستند که دقیقاً در حفره های روتور قرار می گیرند. ظرفیت آنها ممکن است از 50 میلی لیتر تا ظرفیت بسیار کمتری باشد که در میکرو سانتریفیوژهایی که به طور گسترده در آزمایشگاه های زیست شناسی مولکولی استفاده می شود ، متفاوت باشد. میکرو سانتریفیوژها به طور معمول لوله های پلاستیکی یکبار مصرف میکرو سانتریفیوژ را با ظرفیت های از 250 میکرولیتر تا 2.0 میلی لیتر در خود جای می دهند .از لوله های سانتریفیوژ شیشه ای می توان در بیشتر حلال ها استفاده کرد ، اما گران ترند. می توان آنها را مانند سایر ظروف شیشه ای آزمایشگاهی تمیز کرد و با اتوکلاو استریل کرد . خراش های کوچک ناشی از هندلینگ بی احتیاط می تواند باعث شکست تحت نیرومندهای تحمیل شده در طول حرکت شود. لوله های شیشه ای درون حلقه های لاستیکی نرم قرار می گیرند . لوله های سانتریفیوژ پلاستیک ،نسبت به شیشه دوام بیشتری دارند . وقتی لوله های سانتریفیوژ پلاستیکی استفاده می شود . تمیز کردن آنها بسیار دشوارتر است و معمولاً آنقدر ارزان هستند که یکبار مصرف محسوب می شوند.”لوله های میکرولیتری” پلاستیکی یکبار مصرف از 0.5 میلی لیتر تا 2 میلی لیتر معمولاً در میکرو سانتریفیوژها استفاده می شود. آنها از یک پلاستیک شفاف قابل انعطاف شبیه پلی اتیلن ساخته شده اند ، به شکل نیمه مخروطی هستند و دارای کلاهک های مهر و موم شده یکپارچه و لولایی هستند.نمونه های بزرگتر با استفاده از بطری های سانتریفیوژ چرخانده می شوند که ظرفیت آنها از 250 تا 1000 میلی لیتر است. اگرچه بعضی از آنها از شیشه های سنگین ساخته شده اند ، اما بطری های سانتریفیوژ معمولاً از پلاستیک های ضد شکن مانند پلی پروپیلن یا پلی کربنات ساخته می شوند.از درزگیرها می توان برای اطمینان بیشتر در برابر نشتی استفاده کرد.

ایمنی و نکات استفاده سانتریفیوژ ها

بار موجود در سانتریفیوژ آزمایشگاهی باید به دقت متعادل شود. این امر با استفاده از ترکیبی از نمونه ها و لوله های تعادل که همگی دارای وزن یکسان هستند یا با استفاده از الگوهای متعادل کننده مختلف بدون لوله های تعادل به دست می آید. حل یک مسئله تعادل جالب ریاضی ، الگوی تعادل داده شده در n شکاف و لوله های k با وزن یکسان است. مشخص شده است که این راه حل وجود دارد در صورتی که فقط k و nk بتوانند به عنوان مجموع فاکتورهای اصلی n بیان شوند. اختلافات کوچک در جرم بار می تواند منجر به عدم تعادل نیرو در هنگام سرعت زیاد روتور شود. این عدم تعادل نیرو ، اسپیندل را تحت فشار قرار می دهد و ممکن است منجر به آسیب به سانتریفیوژ یا آسیب دیدگی شخصی شود. برخی از سانتریفیوژها دارای ویژگی تشخیص خودکار عدم تعادل روتور هستند که با تشخیص عدم تعادل بلافاصله کار را قطع می کند.

قبل از شروع سانتریفیوژ ، بررسی دقیق مکانیزم های قفل روتور و درب اجباری است. در صورت لمس یک روتور در حال چرخش می تواند آسیب جدی ببیند. سانتریفیوژهای مدرن به طور کلی از ویژگی هایی برخوردارند که از تماس تصادفی با روتور در حال حرکت در هنگام قفل شدن درب اصلی جلوگیری می کنند.

روتورهای سانتریفیوژ در حین چرخش با سرعت زیاد دارای انرژی جنبشی فوق العاده ای هستند . خرابی روتور ، ناشی از تنش مکانیکی ناشی از نیروهای زیادی که توسط موتور وارد می شود ، می تواند به دلیل نقص در تولید ، ساییدگی معمول و پارگی ، یا استفاده و نگهداری نامناسب رخ دهد. چنین شکستی می تواند یک شکست فاجعه بار باشد، به خصوص با سانتریفیوژهای بزرگتر ، و به طور کلی منجر به تخریب کامل سانتریفیوژ می شود. در حالی که سانتریفیوژها به طور کلی دارای محافظ ایمنی برای مهار این خرابی ها هستند ، ممکن است چنین محافظتی مخصوصاً در مدلهای قدیمی ناکافی باشد ، یا کل واحد سانتریفیوژ از موقعیت خود رانده شود و در نتیجه به پرسنل و تجهیزات اطراف آسیب برسد. خرابی های بدون کنترل روتور باعث شکستن شیشه های آزمایشگاه و از بین رفتن یخچال و فریزرها شده است. برای کاهش خطر خرابی روتور ، تولید کنندگان سانتریفیوژ روش کار و نگهداری را تعیین می کنند تا اطمینان حاصل شود که روتورها به طور منظم بازرسی می شوند و از کار خارج می شوند یا از کار می افتند (فقط در سرعت های پایین تر کار می کنند) در حالی که آنها از عمر مورد انتظار خود گذشته اند.

خطر احتمالی دیگر ، هوادهی شدن نمونه های خطرناک در هنگام سانتریفوژ است. برای جلوگیری از آلودگی آزمایشگاه ، درب های روتور با واشرهای مخصوص آئروسل موجود است. روتور را می توان با نمونه های داخل هود و درب روتور را روی روتور ثابت کرد. پس از آن ، سیستم روتور و درپوش با فشار هوای زیاد به سانتریفیوژ منتقل می شود. سپس روتور را می توان در داخل سانتریفیوژ بدون باز کردن درب ثابت کرد. پس از اجرا ، کل مجموعه روتور ، از جمله درب ، برای نگهداری نمونه ها در یک سیستم بسته ، از سانتریفیوژ به هود برداشته می شود.