| Mobile | RSS

سانتریفیوژ آزمایشگاهی

آبان ۱۸ام, ۱۳۹۰ | ۱ Comment | Posted in وسایل و ابزارها

 

سانتریفیوژ آزمایشگاهی – Laboratory centrifuge

سانتریفیوژ آزمایشگاهی ، یکی از ابزارات آزمایشگاه تشخیص طبی هست که با استفاده از نیروی موتور خود ، نمونه مایع را با سرعت بسیار زیادی به چرخش درمیارند. بسته به اندازه و ظرفیت نمونه سانتریفیوژهای مختلفی وجود دارد . مانند تمام سانتریفیوژ ها ، سانتریفیوژهای پزشکی هم توسط اصل رسوبی مواد در سرعت بالا کار می کنند که در ان شتاب جاذبه ای مرکزی ، باعث جدا شدن مواد به دو نوع ناحیه کم و پر تراکم می شود .

 عملکرد – Operation

افزایش نیروی گرانشی به طور موثری باعث جمع شدن نمونه به طور سریع و کامل تری در زیر تیوب می شود و مایع باقی مانده در بالای تیوب سوپرناتانت یا supernate می نامند .

بعد از اینکه حالت فوق رخ داد با استفاده از پیپت پاستور مایع روئی را مکش می کنیم به طوری که مکش ما هیچ گونه اختلالی در رسوب ایجاد نکند به عبارت دیگر تنها مایع روئی را می کشیم و با رسوب کاری نخواهیم داشت . سرعت سانتریفیوژها با توجه به مقدار انرژی گریز از مرکز که به نمونه وارد می شود اندازه گیری می شود و معمولا با واحد دور در دقیقه, revolutions per minute (RPM)  و یا( relative centrifugal force (RCF  سنجیده می شود .

  • سرعت رسوب ذرات در سانتریفیوژ بستگی به اندازه و شکل ذرات ، شتاب سانتریفیوژ ، کسر حجم مواد جامد ، اختلاف چگالی ذره با مایع و ویسکوزیته بستگی دارد .

 

انواع سانتریفیوژ – Types    

انواع مختلفی از سانتریفیوژ ها طراحی و ساخته شده هست

  1. سانتریفیوژ افتراقی: اغلب برای جدا کردن ارگان خاصی از مجموعه سلولها برای بررسی قسمت خاصی از سلولهای بدن مورد استفاده قرار می گیرد .

  2. سانتریفیوژ ایزوپیکنیک: اغلب برای جدا کردن نوکلوئیک اسید ها مانند DNA مورد استفاده قرار می گیرد .

  3. سانتریفیوژ گرادیان ساکاروز: اغلب برای تخلیص ویروس های انولوپ دار و یا ریبوزوم ها مورد استفاده قرار می گیرد . همچنین برای جداسازی ارگان خاصی از عصاره سلولی خام از این نوع سانتریفیوژ استفاده می کنیم .

 

انواع مختلفی از سانتریفیوژ آزمایشگاهی وجود دارد :

  1. میکرو سانتریفیوژ : دستگاهی هست برای کار در حجم بین  0.2 ml تا  2.0 ml (میکروتیوب ها) ، حداکثر ۹۶ لوله را می توانند پشتیبانی کنند ، طراحی جمع و جوری دارند و حداکثر ۳۰۰۰۰ گرم وزن دارند .

  2. سانتریفیوژ بالینی یا کلینیکی : دستگاهی هست برای کاربردهای بالینی مانند لوله های انتقال خون و دارای سرعت کمتری هستند .

  3. سانتریفیوژ چند منظوره رومیزی : دستگاهی یرای کار با تیوب های بزرگ و دارای تنوع بسیار زیادی هستند .

  4. سانتریفیوژ STAND ALONE : دستگاه های سنگین مانند یولترا سانتریفیوژ

  5. بسیاری از سانتریفیوژ ها دارای سیستم خنک کننده و یا بدون سیستم خنک کننده هستند . شرکت های مختلفی با برند های مختلف انواع سانتریفیوژها را روانه بازار می کنند که از مهمترین انها می توان به Eppendorf, Thermo-Heraeus, Thermo-Sorvall, Hettich, Beckmann-Coulter یا  Sigma اشاره کرد .

 

تاریخچه  سانتریفیوژ – History

مهندس ارتش انگلیسی به نام Benjamin Robins ، دستگاه بازویی چرخشی برای شناسایی داروها ایجاد کرده بود .  در سال ۱۸۷۹ ، Antonin Prandtl ، برای اولین بار سانتریفیوژهای امروزی را برای جداسازی  خامه از شیر مورد استفاده قرار داد . در سال ۱۸۷۹ ، Gustaf de Laval ، نشان داد که از سانتریفیوژ میتوان برای کارهای تجاری استفاده کرد . ابعدا مختلفی از سانتریفیوژ ها گسترش یافته است و طیف وسیعی از عملکردها را از میلی لیتر تا لیتر را می تواند مورد ارزیابی قرار دهد .

 

توجه به  میکرو سانتریفیوژ ها ،  در سال ۱۹۶۲ ، توسط شرکت آلمانی " Netheler & Hinz Medizintechnik "- که امروزه با نام eppendorf شناخته می شود –   توسعه یافت و این شرکت سیستم میکرولیتری را برای اهداف ازمایشگاهی مورد استفاده قرار داد . تیوب های پلاستیکی میکرو  و میکرو سانتریفیوژ ها (مدل ۳۲۰۰) در آزمایشگاه ها برای تجزیه و تحلیل در مقایس میکرولیتر مورد استفاده قرار می گیرد . میکرو سانتریفیوژ های اولیه دارای  یک  دستگیره برای کنترل زمان و فضا برای ۱۲ میکروتیوب داشتند که در یک زاویه ثابت می چرخیدند ولی  فناوری های پیشرفته امروزی مانند خنک کننده ، برنامه ریزی ، تشخیص عدم تعادل خودکار ، کاهش  سروصدا ، تغییر سیستم های روتر  و … باعث پیشرفت های بسیار زیادی  در این زمینه شده هست .

 سیستم میکرولیتر ، نقطه شروعی برای طیف گسترده ای از ابزارهای برای آزمایشگاه مولکولی بوده است  که توسط بسیاری از شرکت های زیست فناوری  توسعه یافت .

 

طراحی – design

سانتریفیوژ آزمایشگاهی در شیمی ، زیست شناسی و بیوشیمی برای جداسازی  مواد جامد ازمایع در یک سوسپانسیون  مورد استفاده قرار میگیرد . مواد جامد می تواند ترکیبات غیر محلول ، بیومولکول ها ، ارگان های سلولی و یا سلول کامل باشد . سانتریفیوژ ها از نظر سرعت و ظرفیت بسیار متنوع هستند . سانتریفیوژ ها معمولا دارای روتوری هستند که در آن ۲،۴،۶ و یا چاه های بسیار زیاد هستند که در آنها لوله های ازمایش قرار می گیرد . زمانی که یک سوسپانسیون در یک دستگاه سانتریفیوژ قرار می گیرد ، مواد جامد در ته لوله آزمایش ته نشین می شوند و باعث ایجاد یک دیواره مخلوطی می شود . این دیواره باعث می شود تا مایع روئی یاهمان سوپرناتانت به آسانی از سوسپانسیون جدا شود .

به طور کلی دو نوع روتور وجود دارد :

  • روتور با زاویه ثابت: این روتور ها محکم و جمع و جور هستند و معمولا از الومینیوم ساخته می شوند . در آنها چاهک هایی با زاویه ثابت (برای نمونه با زاویه ۴۵ درجه) تعبیه شده هست که محل قرار گیری تیوب های نمونه است .

  • روتور چرخشی یا روتور افقی: روتور شبیه صلیب است و به آن سطل هم گفته می شود . در این سطل تیوب های مختلفی می تواند ساتریفیوژ شود .

 روتور توسط درب روتور بسته می شود . روتور در داخل چمبری قرار دارد که توسط درب فلزی سانتریفیوژ پشتیبانی می شود . درب باز مانع از چرخش موتور روتور می شود . در زمان سانتریفیوژ درب قفل می شود درب بسته باعث حفاظت فرد در برابر برخورد با روتور می شود که با سرعت بسیار بالا در حال حرکت هست . محفظه روتور و درب روتور طوری طراحی شده اند که در صورت شکستن لوله ها حتی در حداکثر سرعت ، هیچ خطری فرد ازمایش کننده را تهدید نمی کند . قبل از سانتریفیوژ ، باید لوله های موجود در روتور با استفاده از بلانک و یا سایر نمونه ها بالانس شود . با توجه به اهمیت این موضوع (برای خودمون بارها اتفاق افتاده!!) امروزه سانترفیوژ ها به   حس گر تشخیص عدم تعادل خودکار مجهز شده اند .

 

 

 

 

بالانس کردن تیوپ ها در سانتریفیوژ

میکروتیوب های سانتریفیوژ – Centrifuge tubes

این تیوب های دارای اندازه کوچکی هستند و به آنها Microcentrifuge tubes و یا microfuge tubes می گویند ، ظروف پلاستکی استوانه شکل که دارای ته مخروطی و درپوش هستند به طور معمولی در ازمایشگاه مورد استفاده قرار می گیرند. این لوله ها در ازمایشگاه بیوشیمی و بیولوژی مولکولی  به منظور سانتریفیوژ و یا ذخیره  مقدار کمی از مایع مورد استفاده قرار می گیرند . این تیوب ها ارزان و یک بار مصرف هستند . بسیاری از شیمیدان ها و بیولوژیست ها از این  ویال ها به جای ویال های شیشیه ای استفاده می کنند . این روش وقتی که مقدار کمتری از یک ماده در تیوب هست  و یا زمانی که مقدار کمتری از یک مایع را اضافه می کنیم ، مفید واقع خواهد شد چون میکروسانتریفیوژ ها بعد از پیپت کردن و یا مخلوط کردن می توانند قطرات را در ته لوله جمع آوری کنند .

 

ساختار پلی پروپیلینی انها باعث می شود که انها را دمای های بسیار پایین  (-80 سانتی گراد دمای نیتروژن مایع) و یا با حلال های آلی مانند کلروفروم  استفاده کرد . تیوب ها در اندازه های مختلفی عرضه می شوند ولی به طور عمومی در رنج  250 μL تا  2.0 mL هستند.  بیشترین اندازه مورد استفاده ۱٫۵ mLاست . می توان انها را ضد عفونی کرد (فشار یک اتمسفر – 120 درجه سانتی گراد – به مدت ۲۰ دقیقه) و در کارهایی که در انها اولویت با خلوص نمونه است مانند کارهای مربوط به DNA و میکروب ها به طور وسیع مورد استفاده قرار می گیرند . با توجه به ارزش پایین و مشکل بودن تمیز کردن پلاستیک ، بعد از کار کردن با این تیوب ها انها را دور می ریزیم . شرکت Eppendorf یک علامت تجاری ثبت شده در تولید عمده این میکروتیوب ها هست .پ

ایمنی – Safety

بعد از بارگیری و لود سانتریفیوژ باید از تعادل روتور مطمئن شویم . کمترین میزان  در حجم دو طرف ، در سرعت های بالا می تواند نیروی غیر تعادلی بسیار زیادی را ایجاد کند . این نیروی عدم توازن در سرعت های بالای روتور باعث صدمه به دستگاه ویا صدمه جانی شدیدی خواهد شد . بازهم یادآوری می کنیم که برخی از دستگاه ها دارای کنترل توازن هستند که برنامه کنترل کننده در صورت عدم تعادل در روتور ، باعث جلوگیری از کار سانتریفیوژ می شود .

قبل از استفاده از دستگاه ، روتور و چاهک ها را بررسی کنید . در حین حرکت روتور دستگاه به هیچ وجه نباید لمس شود چون چرخش روتور می تواند باعث اسیب های جدی ای شود . یک مطلب جالبی هم که هست و از منبع معتبری ذکر نشده و نیاز به تحقیق دارد این هست که در اولرتاسانتریفیوژ در حین چرخش اگر کلا دستگاه از کار بافتد و روتوز ازاد شود نیرویی برابر با یک بمب را ازاد می کند پس زیاد مواظب باشید .

زمانی که نمونه خطرناکی (بیوهزارد) را می خواهید سانتریفیوژ کنید برای جلوگیری از خروج ذرات ائورسل و ایجاد مشکلات بعدی بر روی درب دستگاه واشر مخصوص قرار دهید . بعد از سانتریفیوژ با روشن کردن هود ذرات ائورسل هم اگر ایجاد شده باشد حذف خواهد شد .

 

 

Leave a Reply 6054 views, 2 so far today |
Follow Discussion

One Response to “سانتریفیوژ آزمایشگاهی”

  1. Paris Says:

    بسیار عالی. خیلی مرسی

Leave a Reply

Time limit is exhausted. Please reload the CAPTCHA.

Gorgeous Gorgs, Sliema, December 24, 2016The 11:40 Rogue One Show on Eden in St Julian, December 28, 2016Ariëlla 006Lu #XAriëlla 005Surveillance Cat, St Julian, December 25, 2016x*y*z II1R8A87631R8A8711Strange small red house, Sliema, December 24, 2016