سانتریفیوژ:
سانتریفیوژ دستگاهی است که با استفاده از نیروی گریز از مرکز، اجزای یک محلول را که دارای دانسیتههای متفاوت میباشند، از هم جدا میکند. سانتریفیوژ یکی از پر کاربردترین وسایل آزمایشگاهی میباشد که برای جدا کردن سرم، تهیه ته نشین ادرار، تهیه فیلترهای فاقد پروتئین و سایر موارد از این وسیله استفاده میشود.
برای مشاهده کامل مقاله با ما همراه شوید ...
سانتریفیوژ :
سانتریفیوژ دستگاهی است که با استفاده از نیروی گریز از مرکز، اجزای یک محلول را که دارای دانسیتههای متفاوت میباشند، از هم جدا میکند. سانتریفیوژ یکی از پر کاربردترین وسایل آزمایشگاهی میباشد که برای جدا کردن سرم، تهیه ته نشین ادرار، تهیه فیلترهای فاقد پروتئین و سایر موارد از این وسیله استفاده میشود.
در استفاده از این وسیله باید زمان سانتریفیوژ و نیروی سانتریفیوژ (relative centrifugal force) RCF به دقت مشخص و رعایت شود. برای انتخاب سانتریفیوژ بایستی RCF در نظر گرفته شود و تعداد دور در دقیقه (RPM ) اهمیت چندانی ندارد.
در موقع استفاده از سانتریفیوژ به مسئله بالانس توجه کنید، وزن، اندازه و شکل لولههای گذاشته شده مقابل یکدیگر باید مشابه باشند. چون عدم بالانس باعث خرابی شافت ( shaft ) و زغال دستگاه شده و مواد به خوبی تهنشین نمیشوند. در صورت استفاده طولانیمدت از سانتریفیوژ مخصوصاً در دورهای بالا، سانتریفیوژ داغ شده و باعث افزایش حرارت نمونه یا محلول داخل خود شده و باعث همولیز و تبخیر آن میشود.
سانتریفیوژها برای جدا کردن ذرات از محیط مایع به وسیله رسوب دادن آنها به کار میروند. اساس فیزیکی جداسازی اعمال نیروی گریز از مرکز (centrifugal force) بر روی ذرات در حال دوران است که با شعاع میدان دوران و سرعت دوران نسبت مستقیم دارد. ذرات سنگینتر زودتر رسوب میکنند و بقیه ذرات برحسب وزن مخصوص خود رسوب میکنند. سانتریفیوژی که دارای شعاع کمتر است، باید نسبت به سانتریفیوژی که شعاع بیشتری دارد، با سرعت بیشتری بچرخد تا همان نیروی سانتریفیوژ نسبی (RCF) را ایجاد کند.
هرچه شعاع چرخش یک سانتریفیوژ بیشتر باشد، سرعت تهنشین شدن ذرات بیشتر است. سانتریفیوژ کردن براساس نیروی گریز از مرکز، دوران حول یک نقطه ثابت و وارد نمودن فشار بر روی فازهای مختلف یک مخلوط انجام میگردد. مخلوط میتواند به صورت گاز، مایع و یا ترکیب هر دو باشد.
سانتریفیوژهای
آزمایشگاه تشخیص طبی، دستگاهی هستند که بوسیله نیروی چرخش دورانی الکتروموتور باعث
تهنشین شدن مواد مختلف یک مخلوط یا محلول بر اساس اختلاف وزن مولکولی آنها میشود.
اگر این دستگاه مجهز به شاخکهای نگهدارنده لوله باشد، آن را سانتریفیوژ معمولی و
اگر مجهز به دیسک یا صفحه دایرهای شکل مخصوص جاگذاری لولههای موئین باشد آن را
سانتریفیوژ میکرو یا هماتوکریت گویند.
بهطور کلی مبنای اصلی
سانتریفیوژ اصل گریز از مرکز است. در حقیقت سانتریفیوژ به کمک نیروی گریز از مرکز،
ذرات سوسپانسیون را از مایع آن جدا میکند. همچنین میتواند باعث تفکیک دو مایع با
تراکم متفاوت گردد. این مایعات میتوانند مایعات بدن باشند(مانند خون، سم و ادرار ).
نحوه محاسبه RCF:
r = (شعاع از مرکز شافت موتور تا وسط لوله ) شعاع سانتریفیوژ بر حسب cm
RPM = دور در دقیقه rate per minute
واحد RCF برحسب xg بیان میشود.
راه دیگر برای تعیین RCF استفاده از نموگرام میباشد.
تقسیمبندی سانتریفیوژها
الف - تقسیمبندی براساس سرعت:
1. سانتریفیوژهای با دور بالا
2. سانتریفیوژهای با دور پایین
3. اولترا سانتریفیوژها
در گروه اول یعنی سانتریفیوژهای با دور بالا، سرعت دور تند بین 21000-24000 rpm دور در دقیقه تا حداکثر 30000 rpm میباشد. از این سانتریفیوژها بیشتر جهت تهیه فرآوردههای خونی استفاده گشته و همگی یخچالدار هستند. دو نوع سانتریفیوژ با دور بالا وجود دارد:
o سانتریفیوژ کم ظرفیت
o سانتریفیوژ پر ظرفیت
سانتریفیوژهای کم ظرفیت مدل Discrete Sampling میتوانند میکروارگانیسمها، سلولها، ویروسها و اورگانلهای سلولی را جدا نمایند. سانتریفیوژهای پرظرفیت مدل Continuos Flow برای جداسازی مخمرها، باکتریها و ویروسها از محیط کشت، پروتئینها و باکتریوفاژها از نمونههای رقیق شده کاربرد دارند.
در گروه دوم یعنی سانتریفیوژهای با دور پایین، دور دوران بین 2000 – 6000 rpm تا حداکثر 8000 rpm بوده و در هر دو نوع یخچالدار و بدون یخچال موجود میباشند. بیشتر جهت سانتریفیوژ کردن سلولهای خونی یا ذرات حجیم استفاده شده و برای جداسازی ذرات ریز سرعت آنها کافی نیست.
در اولترا سانتریفیوژها معادل 75000 – 100,000 rpm تا حداکثر 120, 000 rpm میباشد. اولترا سانتریفیوژها برای تفکیک مواد تشکیلدهنده سلولی کاربرد داشته و همگی دارای یخچال میباشند. زیرا در دورهای بالا اصطکاک هوا باعث گرم شدن دستگاه شده و در نتیجه منجر به تخریب پروتئینها خواهد شد. اولتراسانتریفیوژها به طور معمول در مراکز تحقیقاتی استفاده میشوند.
ب - تقسیمبندی براساس شناور، زاویه ثابت و محوری بودن:
- سانتریفیوژهای شناور Horizontal / Swing bucket /Swing out head
در این نوع سانتریفیوژها (سانتریفیوژهای شناور)، جایگاه قرار گرفتن نمونهها طبق نیروی ثقل عمود بر زمین بوده، اما با شروع حرکت، ابتدا از حالت عمودی خارج شده و زاویه پیدا می کند. سپس کاملاً شناور گشته و طبق نیروی گریز از مرکز به سمت خارج و به حالت افقی با سطح زمین درمیآیند. لذا به آن نوع شناور یا swing گفته میشود. به طور خلاصه در این نوع سانتریفیوژ در حالت توقف وضعیت عمودی و در حالت دوران نمونهها وضعیت افقی با سطح زمین دارند.
در این نوع سانتریفیوژ ذرات معلق بر اثر نیروی گریز از مرکز به بخش خارجی یعنی انتهای لولهها رانده شده و رسوب به صورت یک لایه تقریباً یکنواخت در ته لوله تشکیل میگردد. در پایان عمل لولههای حاوی نمونه مجدداً به حالت عمودی درآمده، رسوب در ته لوله و محلول شفاف در بالای آن قرار م گیرد. میتوان با پیپت پاستور یا سمپلر، مایع فوقانی را از رسوب جدا کرد. در صورتی که دور سانتریفیوژ بالا باشد و یا زمان دوران افزایش یابد، میتوان حتی رسوب را از محلول فوقانی جدا کرد.
- سانتریفیوژهای زاویه ثابت Fixed angle / Angle head
لوله حاوی نمونه نسبت به محور دوران یک زاویه ثابت دارد. این زاویه از 25 تا 45 درجه میتواند متغیر باشد. در این نوع سانتریفیوژ نیز ذرات معلق بر اثر نیروی گریز از مرکز به سمت خارج از محور دوران رانده میشوند. اما برخلاف سانتریفیوژهای شناور، رسوب در جدار و بخشی از کف لوله که در قسمت خارجی محور دوران قرار دارد، رانده میشود. البته هر قدر این زاویه نسبت به محور دوران کمتر باشد، رسوب بیشتر در جداره تشکیل میگردد و اگر زاویه بیشتر باشد، رسوب بیشتر در کف تشکیل میگردد. از آنجایی که شکل آئرودینامیک چرخاننده اجازه دوران در دور بالاتر و رسوب ذرات ریزتر را میدهد، لذا میزان رسوبدهی این نوع سانتریفیوژها از نوع شناور بالاتر است.
- سانتریفیوژهای محوریAxial
در واقع، لوله حاوی نمونه در طول محور عمودی خود دوران میکند ( بر خلاف سانتریفیوژهای معمولی که در طول محور افقی دوران میکنند.) این دستگاهها به طور تجاری برای مقاصد بالینی در دسترس میباشند. معمولاً خون بیمار در لولههای سپتومدار وکیوم شده، نمونهگیری گشته، سپس در جایگاه مخصوص خود به نام Axial Separation Module قرار داده شده و به طور خودکار در طول محور عمودی خود شروع به دوران میکند. ممکن است یک سوزن از طریق درب پلاستیکی ( سپتوم ) داخل لوله شده و از قسمت مرکزی، نمونه شفاف شده را برداشت کند. در این روش ذرات معلق که میتوانند سلولهای خونی باشند، به قسمت محیطی لولهها رانده میشوند. در انواع تجاری این دستگاهها کل فرآیند جداساز در طی 70 ثانیه کامل میگردد که زمان مناسبی میباشد.
اساس روش سانتریفیوژها
اساس سانتریفیوژ حرکت دورانی حول یک محور ثابت است. افزایش قدرت نیروی سانتریفیوژ بستگی به شعاع دوران و سرعت دوران دارد. این نیرو، نیروی نسبی سانتریفیوژ ( Relative Centrifugal Force ) یا RCF نامیده میشود که بر اساس ضریبی از g بیان میگردد.
چگونگی مقایسه سانتریفیوژها:
مقایسه سانتریفیوژها براساس RCF است که توانایی تفکیک یک سانتریفیوژ را به خوبی مشخص میکند. اثر RCF بر روی یک نمونه به فاصله ثابت نمونه از مرکز چرخش بستگی دارد. به علت اینکه فاصله عمق نمونه با قسمتهای سطحی آن از مرکز متفاوت است. اثر RCF بر روی نواحی عمقی یک نمونه بیشتر از نواحی سطحی آن خواهد بود.
عمل سانتریفیوژ از سه طریق اصلی اجرا میشود که عبارتند از:
1. رسوبدهی تمایزی Differential Pelleting
2. سرعت منطقهای Rate – Zonal
3. ایزوپیکریک Isopycric
در روش رسوبدهی تمایزی ابتدا ذرات تقریباً به طور یکنواخت در محلول معلق هستند. با شروع کار سانتریفیوژ، ذرات با سرعتهای متفاوت به سمت انتهای لوله یا در جهت نیروی سانتریفیوژ حرکت میکنند. روش رسوبدهی تمایزی در اصل جداسازی در محیط یکنواخت میباشد. در روش سرعت منطقهای جداسازی به سرعت نسبی مناطق مختلف بستگی دارد. اما در روش ایزوپیکریک به دانسیته ذرات شناور در محیط وابسته است. در روشهای فوق ذرات مختلف به صورت نوارهایی در طول گرادیان محیط در اثر سانتریفیوژ جدا میشوند.
اجزای دستگاه سانتریفیوژ
1. موتور الکتریکی
2. روتور یا هد سانتریفیوژ
3. تایمر
4. شافت
5. سر روتور
6. کلید خاموش و روشن کردن دستگاه
7. ترمز ( Brake ) که دور عکس میزند.
8. کنترل کننده سرعت ( Potentiometer )
9. Tachometer (سرعتسنج) که دور سانتریفیوژ را نشان میدهد.
روتور که لوله های حاوی نمونه را در آن جای میدهند با سرعت تنظیم شده توسط موتور چرخیده و ممکن است از جنس استیل، برنز و یا حتی پلاستیک باشد.
انواع سانتریفیوژهای موجود در آزمایشگاهها
1. سانتریفیوژ سایتولوژی
از این نوع سانتریفیوژ برای قرار دادن سلولهای موجود در یک مایع روی اسلاید میکروسکوپ استفاده میشود. در موقع استفاده کاربر ظرف مخصوص نمونه، صفحه فیلتر و یک اسلاید را کنار هم قرار میدهد. سپس همگی را در داخل روتور گذاشته مایع مورد نظر را در ظرف مخصوص نمونه قرار داده و دستگاه را روشن میکند. بعد از فعال شدن دستگاه، مایع با فشار در تماس با مجموعه فیلتر / اسلاید قرار میگیرد.
معمولاً سانتریفیوژها با دور 200 – 4000 rpm کار کرده و زمان سانتریفیوژ 99-1 دقیقه متغیر است.
2. سانتریفیوژ میکروهماتوکریت
سانتریفیوژ میکروهماتوکریت با استفاده از نیروی گریز از مرکز هماتوکریت خون ( نسبت حجم یاختههای سرخ به کل حجم خون ) را مشخص میکند. این نوع سانتریفیوژها دارای روتوری میباشند که لولههای موئین حاوی نمونه به صورت افقی روی آن قرار میگیرند. بعد از انجام سانتریفیوژ با استفاده از یک صفحه درجهبندی شده، مقدار هماتوکریت بدست میآید.
3. میکروسانتریفیوژ ها
از این نوع سانتریفیوژها برای نمونههای با حجم کم غالباً کمتر از 1.5 ml ( مانند نمونههای گرفته شده از اطفال ) استفاده میشود. میکروسانتریفیوژها در مدلهای با دور پایین و دور بالا ساخته میشوند. در دور پایین حداکثر سرعت 13000 rpm بوده و برای خون و سایر محصولات خونی کاربرد دارد. در مدلهای با دور بالا حداکثر سرعت به 28000 rpm نیز رسیده و برای جمعآوری سلولها و میکروارگانیسمها و بررسی ارگانلهای سلولی کاربرد دارند. غالباً لولههایی که در میکروسانتریفیوژها استفاده میشوند ازجنس پلاستیک و یکبار مصرف بوده، دارای یک سطح مقطع مخروطی و دارای سرپوش میباشند.
4. سانتریفیوژهای شستشودهنده سلول
از این نوع سانتریفیوژ جهت شستشو، دکانته کردن، مخلوط کردن و شستشوی مجدد یاختههای قرمز خون قبل از آزمایشات متعددی چون Antiglobulin استفاده میشود.
نحوه نگهداری از دستگاه سانتریفیوژ
- پیچ تنظیم سرعت باید به آرامی چرخانده شود.
- در صورت استفاده مکرر در طول روز سانتریفیوژ باید در فواصل زمانی کوتاه ( ترجیحاً روزانه ) با محلول هیپوکلریت سدیم با رقت 1/0 تمیز شود.
- بازدید ذغال و commutators ( سویگرها ) هر سه ماه یک بار باید انجام شود.
- زمان آن باید هر سه ماه یک بار توسط کرونومتر ( زمانسنج ) کالیبره و مورد کنترل قرار گیرد.
- همچنین دور آن را باید توسط دورسنج ( تاکومتر ) هر سه ماه یک بار کنترل کرد.
کنترل کیفیت
محدوده مجاز تغییرات به صورت زیر است:
اختلاف دور 5%±
اختلاف زمان 10%±
اختلاف دما 2°C±
ایمنی
- هیچگاه نباید سانتریفیوژ را در حالی که درب آن باز است روشن نمود.
o باید از سرعت بالاتر از حد لازم استفاده شود.
o هرگز قبل از ایست کامل سانتریفیوژ درب آن باز نشود.
o قبل از اطمینان از کارکرد صحیح قفل درب سانتریفیوژ، از روشن کردن دستگاه اجتناب کنید.
o در صورت برقرار نبودن توازن و تولید صداهای ناهنجار، باید در اسرع وقت دستگاه را خاموش نموده و همواره باید از تراز بودن روتورها قبل از روشن کردن دستگاه مطمئن شد.
o قبل از روشن نمودن سانتریفیوژ، لولهها را باید از نظر وجود خراش یا ترک کنترل نمود.
o از سانتریفیوژ نمودن لولههای حاوی نمونه بدون درپوش خودداری شود.
o در صورت شکستگی یا شک به شکستن لولهها در سانتریفیوژ، باید دستگاه را خاموش نموده، به مدت 30 دقیقه صبر کرده و سپس اقدام به تمیز و ضدعفونی کردن درون سانتریفیوژ با محلول سفید کننده 10% نمود.
o اگر شکستگی لولهها پس از خاموش کردن دستگاه مشخص شد، درب سانتریفیوژ باید بلافاصله بسته شده و پس از 30 دقیقه اقدامات فوق صورت پذیرد.
کالیبراسیون
در صورت که نتایج کنترل کیفی قابل قبول نباشند، جهت کالیبراسیون به شرکت پشتیبان فرستاده شود.
کنترل کیفی و بررسی کالیبراسیون میکروهماتوکریت
برای کنترل کیفی دستگاه توجه به موارد زیر ضروری میباشد:
- سرعت سانتریفیوژ
- صحت زمانسنج دستگاه
- حداکثر توان در تجمع سلولها
سرعت ( برحسب دور در دقیقه ) و زمانسنج سانتریفیوژ به ترتیب با تاکومتر و کرونومتر قابل بررسی میباشند.
ایمنی و نگهداری
o به منظور پیشگیری از بروز نوسانات جریان الکتریکی، دستگاه باید به سیستم تثبیت کننده جریان برق (UPS ) مجهز شود.
o ذغال دستگاه باید هر سه ماه یک بار بازدید و هر 6 ماه یک بار تعویض گردد.
o واشر دور حلقه محیطی دستگاه باید همیشه تمیز باشد.
o دستگاه باید در جای محکم قرار گیرد تا ضربات وارده به پایه دستگاه در حال چرخش باعث خرابی دستگاه و همچنین کم شدن دقت آن نشود.
o در هنگام باز کردن درب سانتریفیوژ و برداشتن لولههای موئینه باید مواظب بود، زیرا لولههای شکسته شده به قطعات ریزی تبدیل گشته و بعضاً با چشم قابل دید نیستند.
o در صورتی که عجلهای برای خواندن نتیجه وجود ندارد، بهتر است برای جلوگیری از شکلگیری آئروسل، درب سانتریفیوژ را 5 تا 10 دقیقه بعد از توقف دستگاه بار نمائید.
http://www.yasa-co.com/
شرکت یاسا تجهیز (با مسئولیت محدود)
تلفن تماس :
8892 021-6657
2995 021-6657
تلفن همراه :
4512 812 0397
0595 415 0935
ایمیل: sales@yasa-co.com
آدرس سایت: www.yasa-co.com
آدرس این مقاله : کلیک کنید.