سانتریفیوژ آزمایشگاهی چیست؟
نحوه عملکرد سانتریفیوژ آزمایشگاهی
نحوه کارکرد سانتریفیوژ به شرح زیر است:
یک روتور حول یک محور ثابت توسط یک موتور الکتریکی چرخانده می‌شود. نیروی گریز از مرکز ایجاد شده توسط این چرخش، باعث می‌شود تا مواد با توجه به چگالی هایشان از یکدیگر جدا شوند. این امر با چرخاندن سیال با سرعت بالا در یک ظرف به دست می آید و بدین ترتیب مایعات با چگالی های مختلف (مانند خامه از شیر) یا مایعات از جامد جدا می شوند.
همه انواع سانتریفیوژها بر اساس اصل ته نشینی عمل می کنند، جایی که شتاب روتور باعث می شود نیروی گریز از مرکز بر روتور و لوله های سانتریفیوژ وارد شود. به دلیل این عمل، مواد متراکم تر در لوله ها مجبور می شوند در جهت دایره ای به بیرون بروند، در حالی که ذرات سبک تر به سمت مرکز حرکت می کنند.
ازجمله مولفه‌های مهم در یک سانتریفیوژ آزمایشگاهی ، میتوان به سرعت چرخش که با واحد دور در دقیقه RPM بیان می‌شود و نیروی نسبی گریز از مرکز RCF اشاره کرد.
به طور معمول یک سانتریفیوژ آزمایشگاهی طوری تنظیم می شود که با تعداد دور معینی در دقیقه یا سرعت دورانی بچرخد. با این حال، دو روتور میتوانند با وجود قطرهای متفاوت، سرعت چرخش یکسانی داشته باشند. شتاب چنین روتورهایی نیز به دلیل شعاع های متفاوت و تکانه های زاویه ای متفاوت خواهد بود. اندازه روتور نیز تاثیرگذار است. به همین دلیل است که نیروی گریز از مرکز نسبی (RCF) به عنوان واحد استاندارد پذیرفته شده است.
درک تفاوت میان سرعت چرخش و نیروی نسبی گریز از مرکز، از اهمیت بسیاری برخوردار است. زیرا 2 روتور با قطرهای مختلف که با سرعت چرخش یکسانی می چرخند، نیروی نسبی گریز از مرکز متفاوتی تولید می کنند و بنابراین زمان مورد نیاز برای جداسازی یک نمونه یکسان، در این دو سانتریفیوژ متفاوت خواهد بود.
تفاوت بین سرعت چرخش و نیروی گریز از مرکز نسبی
RPM مخفف Revolutions Per Minute و به معنای دور در دقیقه است. تولیدکنندگان سانتریفیوژها سرعت آنها را با استفاده از این کمیت مشخص می‌کنند. روتور، صرف نظر از اندازه آن، با این سرعت چرخش دارد. اما نیرویی که به محتویات سانتریفیوژ اعمال می‌شود، با توجه به اندازه روتور سانتریفوژ، تغییر می‌کند.
RCF مخفف Relative Centrifugal Force و به معنای نیروی گریز از مرکز نسبی است و بر اساس ضریبی از g اندازه‌گیری می‌شود و نیرویی است که بر محتویات روتور اعمال می‌شود و ناشی از چرخش روتور است.
در حقیقت RPM به معنای سرعت و RCF به معنای نیرو می باشند و در سانتریفیوژها RCF است که باعث جداسازی محلول‌های آبی می‌شود، نه RPM.
انواع روتورهای سانتریفیوژ آزمایشگاهی
انواع روتورهای سانتریفیوژ آزمایشگاهی که مورد استفاده قرار می گیرند روتور ثابت و روتور زاویه متغیر است .
درحین گردش دورانی و سریع روتورها در داخل سانتریفیوژ ، محفظه های حاوی نمونه به شکل افقی در می آیند که در اینحالت بیشترین نیروی گریز از مرکزتولید می شود. در مواردی این روتورها با زاویه خاصی مثلا 30 یا 45 درجه ثابت قرار می گیرند که در اینصورت آنها را روتور Angel می نامند. روتورهای با قابلیت باز شدن به صورت افقی را روتور Swing Out یعنی بیرون گریز می نامند.
انواع سانتریفیوژ آزمایشگاهی
کاربرد دستگاه سانتریفیوژ اغلب در صنایع آزمایشگاهی ، پزشکی ، صنعتی ، کشاورزی ، محیط زیست و از این دست می باشد. بسته به نوع و محل کاربرد انواع سانتریفیوژ آزمایشگاهی مانند میکرو سانتریفیوژ ، سیتو سانتریفیوژ ، اولترا سانتریفیوژ ، سانتریفیوژ یخچالدار و غیره تقسیم بندی می شوند.
سانتریفیوژ یخچالدار
سانتریفیوژ یخچالدار برای نمونه هایی استفاده می شود که باید در دمای ثابت نگهداری شوند. مهم است که این سانتریفیوژها با حداکثر سرعت کار کنند و در عین حال دمای ثابتی داشته باشند. محدوده دمایی سانتریفیوژهای یخچالی بین 20- تا 40- درجه سانتیگراد است که آنها را برای آنالیز DNA، RNA، PCR و آنتی بادی ها عالی می کند. محفظه های سانتریفیوژهای یخچالی در صورت نیاز توسط مواد مهر و موم می شوند. آنها را می توان در پیکربندی های مختلفی مانند سطل چرخش، زاویه ثابت یا هر دو یافت.
سانتریفیوژهای یخچالی با ظرفیت کوچک و بزرگ کاربردهای متفاوتی دارند. آنها معمولاً برای جمع آوری موادی که به سرعت رسوب می کنند مانند سلول های مخمر، کلروپلاست و غیره استفاده می شوند.
سانتریفیوژهای یخچال دار با سرعت بالا
در میان انواع مختلف سانتریفیوژها، این سانتریفیوژها می توانند نیروی قابل توجهی برای جمع آوری زباله های سلولی، میکروارگانیسم ها، اندامک های سلولی بزرگتر و پروتئین ها تولید کنند. سانتریفیوژهای یخچالی با سرعت بالا در مجموعه ای از اندازه ها و ظرفیت های نگهداری موجود هستند.
میکرو سانتریفیوژ (میکروفیوژ آزمایشگاهی)
میکرو سانتریفیوژ در مواردی که با حجم های کم و حداکثر دو میلی گرمی سر و کار داریم، مورد استفاده قرار می گیرد. به عبارتی در مواردی همچون جداسازی پلاسمید و آزمایشات PCR و مولکولی آزمایشات ژنتیکی همچون RNA و DNA مورد استفاده قرار می گیرد. برخی از میکروسانتریفیوژها دارای روتور یا آداپتورهای روتور متفاوتی هستند که می توانند لوله هایی با اندازه های مختلف را در خود جای دهند.
کاربرد میکروفیوژ در آزمایشگاه های تشخیص طبی شامل مواردی همچون رسوب دهی و جدا ساختن مولکول های سلولی از خون های مورد آزمایش، تهیه پلاسما، افزایش غلظت در سلول ها از طریق ایجاد رسوب، جداسازی پروتئین های مربوط به نمونه های مورد آزمایش بیماران و غیره می باشد.
سانتریفیوژ میکرو هماتوکریت
سانتریفیوژ میکروهماتوکریت برای تعیین کسر حجمی گلبول‌های قرمز خون و جداسازی ریز حجم‌های خون و محلول‌ها استفاده می‌شود که این مقادیر هماتوکریت (HCT) را برای آزمایش در بیوشیمی، ایمنی، ژنتیک، جداسازی خون و برای آزمایش‌های کلینیکی فراهم می‌کند.
سانتریفیوژهای میکرو هماتوکریت برای تشخیص از دست دادن خون، پلی سیتمی (افزایش تعداد گلبول های قرمز به سطوح بالاتر از حد طبیعی)، کم خونی، نارسایی مغز استخوان، لوسمی و مولتیپل میلوما بسیار رایج هستند.
اولترا سانتریفیوژ
اولترا سانتریفیوژ یک سانتریفیوژ پیچیده و پیشرفته است که با سرعت بسیار بالایی عمل می کند و مولکول های کوچکتری را که نمی توان از سانتریفیوژهای سنتی جدا کرد، جدا می کند. سرعت روتورها در اولتراسانتریفیوژ می تواند از 60.000 دور در دقیقه تا 200.000 دور در دقیقه باشد. آنها از نظر اندازه بزرگتر هستند و می توانند نمونه ها را به صورت دسته ای یا به عنوان یک سیستم جریان پیوسته کار کنند. اکثر اولتراسانتریفیوژها به منظور کنترل گرمایی که ممکن است به دلیل سرعت بیش از حد تولید شود، در یخچال نگهداری می‌شوند. اولترا سانتریفیوژها کاربرد گسترده‌ای در تست‌های دقیق آزمایشگاهی دارند.
دو نوع اولتراسانتریفیوژ وجود دارد:
اولتراسانتریفیوژ آماده سازی
اینها معمولاً برای جداسازی ذرات بر اساس چگالی آنها، جداسازی ذرات متراکم تر برای جمع آوری و همچنین شفاف کردن سوسپانسیون هایی که حاوی ذرات هستند استفاده می شود. آنها به جداسازی ماکرومولکول ها و عناصر لیپوپروتئین از پلاسما و همچنین انجام پروتون زدایی مایعات فیزیولوژیکی برای مطالعه اسیدهای آمینه کمک می کنند.
یک اولتراسانتریفیوژ آماده‌سازی می‌تواند با انواع مختلفی از روتورها ارائه شود که نمونه‌های متعددی را در زوایا و سرعت‌های مختلف می‌چرخانند.
اولتراسانتریفیوژ تحلیلی
اینها دارای یک سیستم تشخیص نوری مبتنی بر نور هستند که امکان نظارت بر زمان واقعی نمونه ها را در حین چرخش آنها فراهم می کند. کاربران در واقع می توانند فرآیند ته نشینی را ببینند. آنها می توانند به نمونه نگاه کنند که با افزایش نیروی گریز از مرکز متمرکز می شود.
سیتو سانتریفیوژ (سلول شناسی)
سیتوسانتریفیوژ یا سانتریفیوژ سیتولوژی یا سیتو اسپین برای جدا کردن لایه نازک سلول (مانند لایه های سلولی نمونه های مخاط رحمی) از روی اسلایدهای آزمایشگاهی و رسوب دادن آن ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. از این سانتریفیوژها برای شکستن سلول و مطالعات اجزای سلولی استفاده می‌شود. سانتریفیوژهای سیتولوژی یکی از پرکاربردترین سانتریفیوژها در آزمایشگاه‌های سلولی ، میکروبی ، سرولوژی ، هماتولوژی و بافت شناسی به شمار می‌آیند.
سیتوسانتریفیوژها در بخش‌های مختلف آزمایشگاه بالینی مانند سیتوپاتولوژی، هماتولوژی و میکروبیولوژی و همچنین در تحقیقات بیولوژیکی استفاده می‌شوند. این روش را می توان در انواع مختلفی از نمونه ها، از جمله آسپیراسیون با سوزن ظریف، مایع مغزی نخاعی، مایع سروزی و سینوویال و ادرار استفاده کرد.
نکات ایمنی کار با سانتریفیوژ
- توجه داشته باشید که نمونه‌ها را به صورت درست و متوازن در سانتریفیوژ قرارداده شوند.
- از روشن کردن دستگاه سانتریفیوژ ، بدون قرار دادن باگت‌ها خودداری کنید.
- قبل از راه اندازی سانتریفیوژ ، مایعات ریخته شده در داخل روتور را کاملا تمیز و پاک کنید.
- بعد از اتمام فرآیند سانتریفیوژ ، حداقل ۱۰ دقیقه صبر کنید تا آئروسل ها ته نشین شوند و سپس درب سانتریفیوژ را باز نمایید.
- در صورت شکستن و یا ترک خوردن لوله نمونه ، درب سانتریفیوژ را حداقل تا ۳۰ دقیقه باز نکنید.
- چنانچه به هنگام سانتریفیوژ کردن یکی از لوله‌ها شکست ، قبل از انجام سانتریفیوژ مجدد ، باگت ها ، آداپتورها و محفظه روتور را از تکه‌های شیشه پاکسازی و تمیز کنید.
- هر لوله دارای حداکثر ظرفیت پُر کردن است که این حداکثر مقدار معمولاً دو سوم یا ۸۰ درصد حجم کل آن است . هیچگاه لوله نمونه را بیش از حداکثر ظرفیت خود پر نکنید. با این کار اطمینان حاصل می‌شود که نمونه در هنگام سانتریفیوژ شدن ، با درب لوله هیچ تماسی نداشته باشد.
تولیدکننده سانتریفیوژ ایرانی
در حالی که انواع دیگری از سانتریفیوژ برای استفاده در کاربردهای صنعتی در مقیاس بزرگ و کاربردهای فضایی و انسانی وجود دارند، در این مقاله به سانتریفیوژهای آزمایشگاهی پرداخته شد.
شرکت آرمان نواندیشان بهسان با نام تجاری بهسان به عنوان اولین تولید کننده سانتریفیوژ آزمایشگاهی ایرانی در جهت قطع وابستگی و خودکفایی ، اقدام به تولید انواع سانتریفیوژ آزمایشگاهی با بهترین کیفیت که در آزمایشگاه های سراسر کشور در حال استفاده می باشند، نموده است. جهت دریافت لیست قیمت سانتریفیوژ آزمایشگاهی کلیک نمایید.
