کاربردهای باورنکردنی سانتریفیوژ آزمایشگاهی

سانتریفیوژ آزمایشگاهی، با پیشرفت علم پزشکی و علوم آزمایشگاهی  تجهیزات مربوط به این حرفه ها نیز پیشرفت قابل توجهی داشته است. نیاز به جستجو و تحقیق ابزار و تجهیزات خاص خود را می طلبد. یکی از مهمترین تجهیزات آزمایشگاهها سانتریفیوژ آزمایشگاهی می باشد. سانتریفیوژ آزمایشگاهی در دو مدل معمولی و یخچالدار تولید شده است.از سانتریفیوژ آزمایشگاهی برای جداسازی اجزای یک مخلوط مایع مثل خون  استفاده می شود. اساس کار سانتریفیوژ آزمایشگاهی بر اساس نیروی گریز از مرکز می باشد، نمونه در دستگاه سانتریفیوژ قرار می گیرد و دستگاه با چرخش سریع که قابل تنظیم است در زاویه های مختلف و در اطراف یک محور مرکزی  شروع به چرخش می نماید و به این ترتیب بخش های مختلف نمونه از هم جدا می شود. سانتریفیوژ آزمایشگاهی از تجهیزات عمومی هر آزمایشگاهی می باشد. معمولی ترین کاربرد سانتریفیوژ آزمایشگاهی برای جداسازی اجزای خون از یکدیگر می باشد. سرعت دستگاه سانتریفیوژ آزمایشگاهی از 4000 تا 20000 دور در دقیقه قابل تغییر است.

کاربرد سانتریفیوژ آزمایشگاهی

  1. جدا کردن ذرات از محلول ها بر اساس وزن آن ها
  2. جدا کردن دو نمونه محلول از یکدیگر
  3. توانایی تهیه محلول جدا شده از مایعات بدن
  4. جدا کردن سرم و پلاسما از گلبول های خون برای انجام آزمایشات بعدی

اجزای دستگاه سانتریفیوژ

  1. کلید روشن و خاموش کردن دستگاه
  2. زمان سنج
  3. موتور الکتریکی
  4. روتور، سر روتور و شافت دستگاه
  5. سرعت سنج
  6. ترمز

سانتریفیوژ آزمایشگاهی با توجه به کاربردهای متفاوت در مدل های مختلف در بازار موجود می باشد:

  •  سانتریفیوژ کلینیکی

سرعت این نمونه سانتریفیوژها کم می باشد و برای انجام کارهایی که سرعت کمتری برای جداسازی لازم دارد استفاده می شود.

  • میکرو سانتریفیوژ

استفاده از نوع سانتریفیوژ برای آزمایشگاه هایی که تعداد نمونه های زیادی دارند پیشنهاد می شود. تعداد لوله هایی که در دستگاه قرار می گیرد 96 تا می باشد.که خود این نمونه دستگاه شامل مدل های متفاوتی می باشد که عبارتند از:

الف) سانتریفیوژ آزمایشگاهی سیتولوژی

این نمونه دستگاه برای نمونه های آزمایشگاهی که نیاز به جداسازی و قرار گرفتن زیر میکروسکوپ دارند استفاده می شود

ب) سانتریفیوژ میکروهماتوکریت

از این دستگاه برای جداسازی هماتوکریت خون استفاده می شود

ج) سانتریفیوژهای شستشو دهنده سلول

اگر در نمونه های آزمایشگاهی نیاز به مخلوط کردن و شستشوی مجدد سلول های قرمز باشد، این دستگاه ها بسیار مناسب این کار می باشند.

  • سانتریفیوژ رومیزی
  • سانتریفیوژ ساده
  • سانتریفیوژ stand alone

این نمونه از انواع سنگین سانتریفیوژ آزمایشگاهی می باشد.

  • سانتریفیوژ یخچالدار

در زمانی که دستگاه در حال کار کردن می باشد، دمای دستگاه افزایش پیدا می کند و در اکثر مواقع باعث بخار شدن بخش هایی از محلول می شود.برای جلوگیری از  بوجود آمدن این شرایط از انواع یخچالدار سانتریفیوژ استفاده می شود تا در هنگام کار دستگاه برای نمونه های حساس به افزایش حرارت دستگاه، دما ثابت نگه داشته شود.

  • سانتریفیوژ دیجیتال
  • سانتریفیوژ با زاویه ثابت
  • سانتریفیوژ با زاویه افقی

این نمونه دستگاهها جا لوله ای متحرک دارند. از مشکلات کار با این سانتریفیوژ آزمایشگاهی افزایش حرارت در زمان انجام کار می باشد.بنابراین برای نمونه هایی که به افزایش دما هستند مورد استفاده قرار نمی گیرد.

  • اولترا سانتریفیوژ
  • سانتریفیوژ هیتردار

این نمونه از سانتریفیوژها برای اندازه گیری الکترولیت ها و جدا کردن بخش های سلولی استفاده می شود ، سرعت این دستگاه تا 200000 rpm  می باشد و جزو سانتریفیوژ آزمایشگاهی با سرعت بالا به حساب می آید.

در استفاده از سانتریفیوژ آزمایشگاهی به چه نکاتی باید توجه کرد:

  1. در هنگام کار کردن با دستگاه سر آن را باز نکنید و پس از پایان فعالیت دستگاه بعد از 2 تا 3 دقیقه در سانتریفیوژ را باز کنید و نمونه ها را بردارید
  2. حتما سرعت دستگاه را مناسب نمونه ای که در آن قرار می دهید تنظیم کنید
  3. اگر در هنگام کار کردن دستگاه شروع به صدا و لرزش کرد، دستگاه را خاموش کرده و بخش های مربوط به روتور و تعادل دستگاه را بررسی کنید
  4.  قفل اتوماتیک دستگاه را در قبل از  استفاده چک کنید
  5.  لوله های نمونه را با درپوش در دستگاه قرار دهید و از سالم بودن آن ها اطمینان حاصل کنید
  6. پس از هر بار استفاده آن را تمیز کنید
  7. هر 3 ماه یکبار سانتریفیوژ آزمایشگاهی را سرویس و قطعات آسیب دیده آن را تعمیر یا تعویض کنید
  8. آموزش های لازم را برای افرادی که از دستگاه استفاده می کنند در نظر بگیرید.
  9. مراقب تعادل دستگاه باشید و آن را روی یک سطح نامناسب قرار ندهید
  10. به صورت روزانه با مواد مناسب دستگاه را تمیز کنید

چه نکاتی برای ایمنی و نگهداری سانتریفیوژ آزمایشگاهی باید انجام دهید:

نیروی حرکت و گریز از مرکزی که دستگاه سانتریفیوژ بر اساس آن کار می کند ممکن است در اثر متعادل نبودن دستگاه و یا شکستن لوله های آزمایشگاه در زمان انجام کار حوادثی را برای خود دستگاه و کارکنان آزمایشگاه به وجود بیاورد، پس رعایت نکات ایمنی اهمیت زیادی دارد:

  1. برای جلوگیری از خرابی دستگاه در اثر نوسان برق حتما از یک تثبیت کننده جریان برق برای آن استفاده کنید.
  2. ذغال دستگاه باید هر 6 ماه یکبار عوض شود
  3. برای گرفتن نتیجه بهتر از دستگاه حتما کالیبراسیون دستگاه را در دستور کار خود قرار دهید
  4. واشر های بخش های مختلف دستگاه را چک کنید تا در صورت خراب بودن زود تعویض شوند.
  5. موتورهایی که باعث ایجاد نیروی گریز از مرکز در دستگاه می شوند باید بر اساس سرعتی که شرکت سازنده برای هر نمونه آزمایشگاهی  مشخص کرده مورد استفاده قرار بگیرد زیرا در صورت رعایت نکردن این موارد به مرور زمان موجب خرابی دستگاه می شود
  6. لوله نمونه ها را درست در جای خود قرار دهید و قبل از قرار دادن آنها درون دستگاه، تمام قسمت های دستگاه را چک کنید
  7.  از محلول هایی که شرکت سازنده توصیه کرده است برای شستشو و نظافت قسمت های مختلف دستگاه استفاده کنید.زیرا بسیاری از قسمت های دستگاه در صورت استفاده از مواد شیمیایی معمولی و نامناسب خراب خواهد شد.
  8. مراقب باشید مایعی داخل بخش های دیگر دستگاه نریزد چون تولید گرد و غبار معلق می کند و از آنجا که اکثر نمونه های آزمایشگاهی آلوده به میکروب و بیماری هستند در فضای آزمایشگاه پخش شده و تولید بیماری و آلودگی می کنند.
  9. اگر مواردی را در مورد کار با دستگاه نمی دانید از دفترچه راهنما استفاده کنید و یا از تکنسین های با تجربه ای که تخصص کار با این دستگاهها را دارند کمک بگیرید.

سانتریفیوژ آزمایشگاهی جالب است بدانید دستگاهی است که از طریق قانون گریز از مرکز و در اثر چرخش های متوالی، نمونه های بیولوژیکی و خون در سرعت های متفاوت باعث جداسازی بافت آن می شود.
سانتریفیوژ آزمایشگاهی برای جدا سازی دانسیته های مختلف یک محلول در آزمایشگاه استفاده می شود که دستگاه برای جداسازی از نیروی گریز از مرکز استفاده می نماید. امروزه یکی از اصلی ترین و پرمصرف ترین تجهیزات آزمایشگاه ها، دستگاه سانتریفیوژ می باشد .که از آن در موارد مختلفی مانند جدا کردن سرم، جداکردن بافت های خون و تهیه ته نشین ادرار استفاده می شود.

اگر بخواهیم به عبارت ساده تر بیان کنیم، سانتریفیوژ یک روتور فلزی با تعدادی سوراخ است که لوله هایی پر از مایعات، در سراسر آن ها قرار داده شده و با سرعت های مشخصی می چرخد.
سانتریفیوژها معمولا با یک موتور الکتریکی قدرتمند راه اندازی می شوند و شیئی را حول یک محور ثابت می چرخانند و نیروی عمود شده بر آن محور را به شیء موردنظر اعمال می کنند.
سانتریفیوژها بر اساس قانون Sedimentation عمل جداسازی را انجام می دهند. به عبارتی ساده تر، شتاب جوانب مرکز باعث می شود.
موادی که چگالی بیشتری دارند در جهات شعاعی جدا شوند و در قسمت انتهایی لوله جمع شوند. همچنین موادی که چگالی کمتری دارند به سمت دهانه ی لوله ی در حال چرخش حرکت می‌کنند.
نمونه تهیه شده، درون یک لوله آزمایش یا یک تیوب مخصوص قرار داده می شود و سپس داخل روتور قرار می گیرد.
که با توجه به شکل آن لوله و سرعت چرخش مورد نیاز باید تنظیمات خاصی لحاظ شود.
روتور نیز به محور اصلی چرخش در دستگاه سانتریفیوژ متصل می شود.
سانتریفیوژهای آزمایشگاهی دارای برخی مدل های یخچالدار نیز هستند که با استفاده از سیستم
خنک کننده ای که دارند، محفظه داخلی که روتور در داخل آن می چرخد را جهت حفظ ساختار نمونه خنک نگه می دارند.

همچنین روتورها به دو نوع اصلی Fix Angle وSwing Out تقسیم می شوند
روتورهای نوع اول که با نام فیکس آنگل شناخته می شوند، سرعت و دور بالاتری دارند
و به علت متمایل بودن به سمت داخل و کمی انحنا و کجی در قرار گرفتن تیوب
عمل جداسازی روی دیواره آن انجام می شود.

روتورهای نوع دوم که با نام سوینگ آوت شناخته می شوند، نیز دارای انواع
با ظرفیت بالاتر هستند و به علت تاب خوردن باکت اصلی و زاویه ی افقی آن درحین چرخش، عمل جداسازی نمونه ها در انتهای تیوب انجام می گیرد. عمل جداسازی نمونه ها تحت شرایط خاصی انجام شده و در انواع میکروتیوب ها، باتل ها، کیسه ها و لوله های ته گرد و ته مخروطی صورت می گیرد.

کاربرد سانتریفیوژ آزمایشگاهی

سانتریفیوژهای آزمایشگاهی به کمک نیروی گریز از مرکز، برای جداسازی ذرات معلق مانند سلول ها از مایعی که در آن قرار دارند یا جداسازی مایعات با چگالی های متفاوت از هم استفاده می شود و اغلب از دستگاه های سانتریفیوژ ها به عنوان اولین مرحله آماده سازی جهت تست های تشخیصی استفاده می شود.
مایعاتی که برای جداسازی به دستگاه های سانتریفیوژ منتقل می شوند می توانند مایعات بدن مانند سرم، ادرار، خون و یا سایر واکنش گر ها و یا ترکیبی از هر دو باشند. سانتریفیوژها می توانند با ایجاد نیروهای بسیار قدرتمندتر و بزرگ تر از جاذبه، عمل جداسازی ذرات معلق را که به صورت طبیعی در اثر تفاوت در چگالی آن ها رخ می دهند به صورت قابل توجهی شتاب ببخشند.

اجزای اصلی سانتریفیوژ آزمایشگاهی

    • اجزای اصلی سانتریفیوز ابتدا شامل یک موتور الکتریکی قدرتمند، یک شفت و یک روتور می باشد
    • روتور که لوله های مایعات را نگه می دارد و در سرعت های مختلف توسط موتور جهت جداسازی چرخانده می شود.
    • روتور داخل یک محفظه ی مقاوم قرار گرفته است و یک پوشش ایمنی اطراف محفظه روتور را در بر می گیرد تا در مقابل حوادثی مانند شکستن یا سایر حوادث، ایمنی حداکثری آن را تامین کند.
    • به دلیل سرعت عملکرد بسیار بالا، جاروبک های استفاده شده جهت هدایت انرژی الکتریسیته به آرمیچر در حال چرخش روتور می توانند به سرعت ساییده شوند و کارایی خود را از دست بدهند که باید نسبت به سایر اجزاء بسیار سریع تعویض و جایگزین شوند.
    • برخی از سانتریفیوژها  مجهز به سیستم ترمزهای مکانیکی هستند که بر روی خود روتور فشار وارد می کنند تا به نوعی از سرعت آن بکاهند یا این که ترمزهای الکتریکی دارند جریان قطب های ورودی به موتور را برعکس می کنند.