سانتریفیوژ -دستگاه centrifuge

دستگاه سانتریفیوژ چیست؟ دستگاه سانتریفیوژ در کجا و در چه مواردی استفاده می شود؟ دستگاه سانتریفیوژ چگونه کار می کند؟ در جواب سوال اول باید بگویم که دستگاه سانتریفیوژ بر اساس نیروی گریز از مرکز و این که جرم مواد با هم فرق می کند کار می کند و با حرکات دوار باعث می گردد مواد در شیشه ها نمونه به طور ساختاری تفکیک شوند و در جواب سوال دوم سانتریفیوژ در آزمایشگاه ها کاربرد دارد و بیشتر مواقع برای جدا کردن پلاسما از هماتوکریت خون و یا جدا کردن محلول هایی با جرم مولکولی متفاوت استفاده می شود و در جواب سوال سوم باید بگویم که شما را به خواندن قسمت اول متن زیر دعوت می کنم.
در انتهای متن هم بهترین منابع مطالعاتی درباره دستگاه سانتریفیوژ رو براتون گذاشتیم.

در این مقاله خواهید خواند:

• مقدمه
• تقسیم بندی سانتریفیوژها برحسب سرعت
• اصول کار سانتریفیوژها
• اجزای دستگاه سانتریفیوژ
• نحوه‌ی استفاده از دستگاه سانتریفیوژ
• ملاحضات قبل از خرید دستگاه سانتریفیوژ
• تنظیم و کالیبراسیون دستگاه سانتریفیوژ

دستگاه‌های سانتريفوژ

چنانچه ذرات در يك نمونه داراي جرم هاي متفاوتي باشند، می‌توان بر اساس اختلاف جرم و تأثير نيروي ثقل آنها را از يكديگر جدا نمود. براي تسريع اين عمل از روشي بنام سانتريفوژ يا ميان گريزش استفاده می‌شود. مبناي اصلي سانتريفوژ، اصل گريز از مركز است كه يكي از اصول فيزيك دوران محسوب می‌شود. در حقیقت سانتريفوژ توسط نيروي گريز از مركز، ذرات سوسپانسيون را از مايع جدا می‌کند. همچنين می‌تواند باعث تفكيك دو مايع با تراكم متفاوت گردد. اين مايعات می‌توانند مايعات بدن باشند (مانند خون، سرم و ادرار). سانتريفوژ با ايجاد نيرويي چندين برابر نيروي جاذبه، باعث افزايش سرعت طبيعي جدايي ذرات با تراكم متفاوت می‌گردد.

در شكل ساده، سانتريفوژ يك چرخنده فلزي است با حفره‌هایی كه در آن نمونه‌های موردنظر قرار داده می‌شود و داراي موتوري است که با سرعت انتخاب‌شده می‌چرخد. سانتریفوژ ها به طرق مختلف تقسیم‌بندی می‌شوند:

تقسیم‌بندی سانتریفیوژ ها برحسب سرعت چرخش

1. سانتریفوژ های با دور بالا
2. سانتریفوژ های با دور پايين
3. سانتریفوژ های اولترا

در گروه اول، دور دوران بين rpm 6000-2000 (دور در دقيقه = rpm) و حداكثر rpm 8000 است. در گروه دوم، دور دوران بين rpm 24000-21000 با حداكثر rpm 30000 و در اولترا rpm 100000-75000 با حداكثر rpm 120000 است.

سانتریفوژ های دور پايين كه در هر دو فرم يخچال دار و بدون يخچال موجود می‌باشند، بيشتر جهت سانتريفوژ كردن سلول‌های خوني يا ذرات حجيم استفاده‌شده و براي جداسازي ذرات ريز سرعت آن كافي نیست.سانتریفوژ های دور بالا براي بيشتر فرآورده‌ها استفاده می‌شود و همگي یخچال دار می‌باشند. دو نوع سانتريفوژ با دور بالا وجود دارد: كم ظرفيت و پرظرفيت.

سانتريفوژ كم ظرفيت مدل Discrete-Sampling می‌تواند میکرو ارگانیزم‌ها، سلول ها، دبری‌های سلولي، ویروس‌ها و ارگان‌های سلولي را جدا نمايد. سانتريفوژ پرظرفيت مدل Continuous Flow براي به‌دست آورد مخمر و باكتري از محيط كشت، پروتئين از نمونه‌ها و ويروس و باكتريوفاژ از نمونه‌های رقیق‌شده كاربرد دارد.

اولتراها، براي تفكيك مواد تشکیل‌دهنده سلولي كاربرد دارند و همگي داراي يخچال می‌باشند. زيرا در دورهاي بالا اصطكاك هوا باعث گرم شدن دستگاه و در نتیجه تخريب پروتئين ها می‌شود. اولتراها به‌طور تيپيك در مراكز تحقيقاتي استفاده می‌شوند.

خلاصه مقايسه سانتریفوژ های فوق در جدول ذيل آمده است:

كاربردها

در تقسیم‌بندی ديگر، سانتریفوژ ها به انواع شناور، زاويه ثابت و محوري تقسيم می‌گردند.

سانتریفوژ های شناور به نام هاي ذيل نيز خوانده می‌شوند، Swing out – Swing bucket/ Horizoatal head در اين نوع سانتریفوژ ها (سانتریفوژ های شناور)، جايگاه قرار گرفتن نمونه‌ها طبق نيروي ثقل، عمود بر زمين است. اما با شروع حركت سانتريفوژ، جايگاه نمونه ابتدا از حالت عمودي زاويه پیداکرده و سپس كاملاً شناور شده و طبق نيروي گريز از مركز به سمت خارج و به حالت افقي با سطح زمين در می‌آید، لذا به آن نوع شناور يا Swing گفته می‌شود. به‌طور خلاصه در اين نوع سانتريفوژ، در حالت توقف وضعيت عمودي و در حالت دوران نمونه‌ها وضعيت افقي با سطح زمین‌دارند.

در اين نوع سانتريفوژ، ذرات معلق بر اثر نيروي گريز از مركز به بخش خارجي، يعني انتهاي لوله‌ها رانده می‌شوند و رسوب به‌صورت يك لايه تقريباً يكنواخت در ته لوله تشكيل می‌گردد. در پايان عمل، لوله‌های حاوي نمونه مجدداً به حالت عمودي درآمده، رسوب در ته لوله و محلول شفاف در بالاي آن قرار می‌گیرد. می‌توان با پيپت پاستور يا سمپلر، مايع فوقاني را از رسوب جدا كرد. درصورتی‌که دور سانتريفوژ بالا باشد و يا زمان دوران افزايش داده شود می‌توان حتي با دكانته كردن، رسوب را از محلول فوقاني جدا كرد.

در سانتریفوژ های زاويه ثابت كه با نام هاي Fixed angle / angle head خوانده می‌شوند، لوله حاوي نمونه نسبت به محور دوران يك زاويه ثابت دارد. اين زاويه از 25 تا 45 درجه مي تواند متغير باشد. در اين نوع سانتريفوژ نيز ذرات معلق براثر نيروي گريز از مركز به سمت خارج محور دوران رانده می‌شوند اما برخلاف سانتریفوژ های شناور رسوب در جدال و بخشي از كف لوله كه در قسمت خارجي محور دوران قرار دارد، رانده می‌شود. البته هر قدر اين زاويه نسبت به محور دوران كمتر باشد، رسوب بيشتر در جداره تشكيل می‌گردد و اگر زاويه بيشتر باشد، رسوب بيشتر در كف تشكيل می‌گردد.

شكل آئروديناميك روتور، اجازه دوران در دور بالاتر و رسوب ذرات ريزتر را می‌دهد. لذا ميزان رسوب‌دهی اين نوع سانتريفوژ از نوع شناور بالاتر است. اگر در نوع شناور بخواهيم مانند زاويه ثابت، از دور بالاتر استفاده كنيم در اثر اصطكاك بيشتر با هوا، درجه حرارت افزايش خواهد يافت.

در سانتریفوژ های محوري (Axial)، در اصل لوله حاوي نمونه در طول محور عمودي خود دوران می‌کند (برخلاف سانتریفوژ های معمولي كه در طول محور افقي دوران می‌کنند). اين دستگاه‌ها به‌طور تجاري براي مقاصد باليني در دسترس می‌باشند. معمولاً در تيوب هاي سپتوم دار وكيوم شده، خون فرد نمونه‌گیری می‌شود و سپس در جايگاه مخصوص خود به نام Axial separation module، به‌طور خودكار در حول محور عمودي خود شروع به دوران می‌کند. يك سوزن از طريق درب لاستيكي يا همان سپتوم مي تواند داخل لوله شده و از قسمت مركزي، نمونه شفاف را برداشت كند. در اين روش ذرات معلق كه مي تواند سلول‌های خوني باشند، به قسمت محيطي لوله‌ها رانده می‌شوند. در اين دستگاه‌های تجاري براي آزمایشگاه‌های باليني، كل فرآيند جداسازي در طي 70 ثانيه كامل می‌گردد كه زمان مناسبي است.

«فرا مرکز گریز» سریع‌ترین سانتریفوژ است که با سرعت ۲۰۰۰۰۰ دور در دقیقه می‌چرخد. از دستگاه‌های گریز از مرکز بزرگ برای انجام آزمایش بر روی خلبانان نظامی و فضانوردان استفاده می‌شود تا میزان مقاومت آنها در شتابهای بالا معلوم شود. این دستگاه برای جداسازی سوسپانسیون‌ها به کار می‌رود.

پیشنهاد سردبیر

مطلب پرطرفدار دستگاه دیالیز را از دست ندهید> مقاله”همه چیز درباره دستگاه دیالیز“

اصول کار دستگاه سانتریفیوژ 

اساس سانتريفوژ، حركت دوراني حول يك محور ثابت است و افزايش قدرت نيروي سانتريفوژ بستگي به شعاع دوران و سرعت دوران دارد. اين نيرو نيروي سانتريفوژ نسبي (Relative centrifugal force) يا RCF ناميده می‌شود كه بر اساس ضريبي از g بيان می‌شود.

RCF = w² r/g

w = سرعت زاویه‌ای (راديان در ثانيه)

r = شعاع سانتريفوژي (سانتی‌متر)

 تعداد دور در دقيقه با rpm = pw/30 rpm

رابطه نيروي سانتريفوژي و دور در دقيقه عبارت خواهد بود از:

مقايسه سانتریفوژ ها مي تواند بر اساس RCF باشد، زيرا RCF است كه توانايي تفكيك يك سانتريفوژ را به‌خوبی مشخص می‌کند. اعمال RCF براي يك نمونه، به فاصله ثابت نمونه با مركز چرخش بستگي دارد. به علت اينكه فاصله عمقي نمونه با قسمت سطحي آن از مركز متفاوت است، اعمال RCF نيز متفاوت خواهد بود.

سانتريفوژ به سه طريقه اصلي اجرا می‌شود:

• رسوب‌دهی تمايزي (Differential pelleting)
• سرعت منطقه‌ای (Rate – Zonal)
• ايزوپيكريك (Isopycric)

 در روش رسوب‌دهی تمايزي، ابتدا ذرات تقريباً به‌طور يكنواخت در محلول معلق هستند. با شروع سانتريفوژ، ذرات با سرعت‌های متفاوت به سمت انتهاي لوله يا در جهت نيروي سانتريفوژ حركت می‌کنند. روش رسوب‌دهی تمايزي، در اصل جداسازی در محيط يكنواخت است. می‌توان عمل جداسازی سانتريفوژي را در محيط گراديان نيز انجام داد. همان‌طور كه اشاره شد سانتريفوژ را به دو روش سرعت منطقه‌ای و ايزوپيكريك اجرا می‌کنند. در روش اول، جداسازي به‌سرعت نسبي مناطق مختلف بستگي دارد. اما روش دوم، به دانسيته ذرات شناور در محيط وابسته است. در روش هاي فوق، ذرات مختلف به‌صورت نوارهايي در طول گراديان محيط در اثر سانتريفوژ جدا می‌شوند.

به‌هرحال سانتريفوژ، دستگاهي است كه براي جداسازي ذرات از محلول برحسب اندازه، شكل، دانسيته و ويسكوزيته محيط مورداستفاده قرار می‌گیرد. در بيولوژي، اين ذرات معمولاً محلول ها، ارگانل هاي سلولي ويروس ها، مولکول‌های درشت مانند پروتئين ها و اسيدهاي نوكلئيك می‌باشند.

اجزاء دستگاه سانتریفیوژ

قسمت‌های اصلي تشکیل‌دهنده يك سانتريفوژ، موتور الكتريكي، شافت و سر روتور است. روتور كه لوله‌های حاوي نمونه را نگهداري می‌کند با سرعت تنظیم‌شده توسط موتور، می‌چرخد.

روتور، براي جلوگيري از خطرات احتمالي ناشي از شكسته شدن يا موارد مشابه در يك محفظه قرار گرفته است. با توجه به حساسيت روتور در عملکرد سانتريفوژ اين بخش همواره با رایانه طراحي می‌شود، چرا كه کوچک‌ترین عدم تعادل مانع از رسيدن به دور موردنظر می‌شود. ازلحاظ جنس، روتورهاي سانتریفوژ های معمولي از سيف گسترده‌ای از مواد ساخته می‌شوند (استيل، برنز يا حتي پلاستيك). هرچند امروزه سعي بر اين است كه از آلومينيوم يا آلياژهاي بهتر استفاده شود. روتورهاي سرعت‌بالا، از آلياژ آلومينيوم و تيتانيوم ساخته می‌شوند. در مورد اولترا سانتريفوژ نيز همین‌گونه است.

هنگام كار كردن با روتورهاي آلومينيومي همواره بايد مراقب آلودگي و خوردگي اين روتورها بود. آلياژهاي آلومينيوم و تيتانيوم، از استحكام كافي و حداقل وزن برخوردار می‌باشند. قيمت روتورهاي تيتانيوم گران‌تر است ولي در عوض از تفاوت بيشتري در برابر خوردگي برخوردارند.

روتور مناسب براي روش هاي مختلف سانتريفوژ در جداول ذيل آمده است:

به علت چرخش سريع براي انتقال الكتريسيته، برس هايي به بدنه روتور وصل شده‌اند كه اين برس ها نسبت به ساير قطعات بايد سریع‌تر تعويض شوند. در برخي از سانتریفوژ ها، بجاي برس از روش Frequency – Controlled Induction استفاده می‌شود.

نمونه‌هایی كه بايد سانتريفوژ شوند در لوله‌ها، CVP، شیشه‌ها و اسلايدهاي ميكروسكوپي، فلاکس ها، ميكروپليت ها قرار گرفته و سپس در قسمت روتور سانتريفوژ قرار می‌گیرند.

جدول زير مقایسه‌ای از عملكرد جنس هاي مختلف ظروف حاوي نمونه را نشان می‌دهد:

از ديگر قطعات اساسي يك سانتريفوژ می‌توان به موارد زير اشاره نمود، كليد خاموش – روشن كردن دستگاه، ترمز،کنترل‌کننده سرعت (Potentiomenter) و زمان‌سنج (Techometer).

بعضي از دستگاه‌ها داراي كليدي هستند كه می‌توان توسط آن ها سانتريفوژ را به‌طور مداوم روشن كرد يا از زمان‌سنج استفاده كرد. برخي داراي كليدهاي آني بوده كه امكان سانتريفوژ سريع، بلافاصله بعد از فشار دادن دكمه را به وجود می‌آورند. غالباً امكان چرخش روتور در جهت خلاف حركت، براي نگه‌داشتن سريع آن توسط ترمزهاي الكتريكي وجود دارد.

کنترل‌کننده سرعت، با کم‌وزیاد كردن ولتاژ تغذیه‌کننده، سرعت سانتريفوژ را تغيير می‌دهد. برخي از مدل‌ها مجهز به يك (Light emitting diode) LED و صفحه‌کلید بوده كه امكان برنامه‌ریزی سرعت را به استفاده‌کننده می‌دهد. Tachometer مشخص‌کننده سرعت در واحد rpm (دور در دقيقه) است. برخي از دستگاه‌ها، داراي تاكومتري می‌باشند كه توسط كاپل با شافت و محور متصل شده و تعداد دورها را نشان می‌دهند. برخي از دستگاه‌ها نیز داراي تاكومترهاي الكتريكي هستند كه به‌واسطه يك Magnet موجب می‌شود كه روتور حول يك مركز چرخيده و توليد يك جريان قابل‌اندازه‌گیری را نمايد. جريان موردنظر تبديل به rpm می‌شود كه روي صفحه نمايشگر قابل‌خواندن است.

بررسی انواع سانتريفوژها

سيتولوژيكال سانتريفوژ

از سيتولوژيكال سانتريفوژ، براي قرار دادن سلول‌های موجود در یک مایع روي اسلايد میکروسکوپ استفاده می‌شود. در موقع استفاده، كاربر ظرف مخصوص نمونه (قابل‌استفاده مجدد)، صفحه فيلتر (یک‌بارمصرف) و يك اسلايد را كنار هم قرار داده سپس همگي را در داخل روتور می‌گذارد. سپس مايع موردنظر را در ظرف مخصوص نمونه قرار داده و دستگاه را روشن می‌کند. بعد از فعال شدن دستگاه مايع با فشار در تماس با كمپلكس صفحه فيلتر/ اسلايد قرار می‌گیرد.

با استفاده از اين سيستم، سلول‌ها به‌صورت تغليظ شده و در يك لايه (Monolayer) روي سطح اسلايد (در دو قسمت در تماس با دایره‌های موجود در روي فيلتر) قرارگرفته و مايع اطراف جذب صفحه فيلتري می‌شود. سپس اسلايد از دستگاه خارج می‌شود. بيشتر آزمایشگاه‌های میکرب‌شناسی، ايمونولوژي – هماتولوژي، انكولوژي و ويرولوژي قبل از رنگ‌آمیزی اسلايدها آنها را در هوا خشك می‌کنند. ولي در آزمایشگاه‌های ستولوژي اسلايدهاي حاوي نمونه را در اتانل 95% ثابت می‌کنند. معمولاً اين سانتریفوژ ها با دور rpm 4000-200 کارکرده و زمان سانتريفوژ 99-1 دقيقه متغير است.

بيشتر پروسه‌ها بين 10-5 دقيقه نياز به سانتريفوژ دارند. كاربر می‌تواند دور روتور را در كم يا زياد تنظيم كند. معمولاً دورهاي پايين براي نمونه‌های حاوي سلول‌های شكننده استفاده می‌شود. بيشتر سانتریفوژ ها داراي ضمایمی بوده كه می‌توانند به شافت اصلي وصل شده و تبديل به سيتولوژيكال سانتريفوژ شوند.

سانتريفوژ هماتوكريت

سانتريفوژ هماتوكريت، با استفاده از نيروي سانتريفوژي، هماتوكريت خون (نسبت حجم سلول‌های قرمز به حجم كلي) را مشخص می‌کند. اين آزمايش مهم خون، در تشخيص كاهش خون و دیگر موقعیت‌ها مانند پلي سيتمي (افزايش بیش‌ازحد گویچه‌های قرمز خون) و آنمي (كم شدن هموگلوبين زير سطح نرمال) به‌کار مي رود. در موارد پلي سيتمي، هماتوكريت افزايش پيدا می‌کند.
در تشخيص آنمي، اندازه‌گیری هماتوكريت تنها می‌تواند يك شاخص ظرفيت حمل اكسيژن بوده و به‌تنهایی مشخص‌کننده آنمي نیست. روش‌های دستي و ماشيني متعددي براي اندازه‌گیری هماتوكريت خون وجود دارد. روش دستي میکروهماتوکریت و ماکروهماتوکریت موجود كه در هر دو از سانتريفوژ استفاده می‌شود.

در روش خودكار توسط سانتريفوژ، شمارنده ذرات الكترونيكي و تجهيزات ليزري، حجم سلول‌ها را اندازه‌گیری می‌کنند. روش‌های خودكار در غالب دستگاه‌های آنالايزر و هماتولوژي وجود دارد. روش میکروهماتوکریت به علت احتياج كمتر به حجم نمونه، بيشتر مورداستفاده قرار می‌گیرد و در آن از سانتریفوژ های دور بالا استفاده می‌شود.

با توجه به استاندارد NCCLS – سازمان استانداردهاي آزمايشگاه – براي سانتريفوژ میکروهماتوکریت RCF حداقل g 000/10 به مدت 5-3 دقيقه لازم است. سرعت‌های پايين در روش ماكروهماتوكريت استفاده می‌شود و در آن g RCF 3000-2000 و زمان 45-30 دقيقه موردنیاز است. به علت احتياج به حجم نمونه كمتر و RCF بالا در روش ميكروهماتوكريت، احتمال احتباس پلاسما کاهش‌یافته و حداكثر Packing سلول‌های قرمز اتفاق می‌افتد. درنتيجه صحت روش، بالا مي رود. (مقادير متوسط ميكروهماتوكريت 2-1% كمتر از ماكروهماتوكريت است).

سانتريفوژ ميكروهماتوكريت داراي روتوري است كه لوله‌های موئين حاوي نمونه به‌صورت افقي روي آن قرار می‌گیرند. سپس بعد از انجام سانتريفوژ با مقايسه با Scale موجود، مقدار هماتوكريت به‌دست می‌آید.

ميكروسانتريفوژها

ميكروسانتريفوژها، دستگاه‌هایی هستند كه براي نمونه‌های با حجم كم (غالباً كمتر از ml 5/1) همانند نمونه‌های گرفته‌شده از اطفال، ساخته‌شده‌اند. ميكروسانتريفوژها در مدل هاي دور پايين و دور بالا موجود هستند.
در دور پايين حداكثر سرعت rpm 13000 بوده كه براي خون و ساير محصولات خوني كاربرد دارد. در مدل هاي دور بالا، حداكثر سرعت rpm 28000 نيز رسيده و براي جمع‌آوری سلول‌ها و میکرو ارگانیزم‌ها و بررسي ارگانل هاي سلولي كاربرد دارد.غالباً لوله‌هایی كه در ميكروسانتريفوژها استفاده می‌شوند از پلاستيك یکبارمصرف ساخته‌شده و داراي يك سطح مقطع مخروطي، يك CUP واجد سرپوش می‌باشند.

 سانتریفوژ های شستشو دهنده سلول

سانتريفوژ شستشو دهنده سلول براي شستشو، دكانته كردن، مخلوط كردن و شستشوي مجدد گویچه‌های قرمز خون قبل از آزمايش Antiglobulin، استفاده می‌شوند. به علت مراحل متعدد موجود در اين روش انجام دستي آن باعث اتلاف وقت می‌شود. آزمايش Antiglubolin به‌طور شايع در سازمان‌های انتقال خون، جهت شناخت Ab ها و جلوگيري از مشكلات تزريق خون انجام می‌شود. (اين آزمايش در محيط invivo (آزمايش Antiglubolin مستقيم) يا invitro (آزمايش Antiglubolin غيرمستقيم) انجام می‌شود.

آزمايش Antiglubolin مستقيم به پزشكان كمك می‌کند كه بیماری‌های هموليتيك نوزادان، آنمي همولينيك اتوايميون، حساس شدن RBC ها توسط دارو و واكنش هاي تزريق خون را شناسايي كنند.

آزمايش Antiglubolin غيرمستقيم، Ab هاي غیرقابل‌انتظار را تشخيص داده و Ab هاي شناخته‌شده را در سرم بيمار اندازه‌گیری می‌کند. اين اندازه‌گیری به‌طور شايع، در هنگام تزريق آمپول روگام به زنان Rh منفي كه به آنتي ژن Rh حساس شده‌اند استفاده می‌شود.

پیشنهاد سردبیر

مطمئنا از خواندن > مقاله”نگاهی دقیق به دستگاه شمارنده سلولی Cell Counter” خواهید برد.

نحوه استفاده از دستگاه سانتريفوژ

سانتریفوژ ها داراي يك سرپوش می‌باشند كه غالباً جهت ايجاد امنيت، در هنگام استفاده به‌طور خودكار قفل می‌شوند يا داراي يك قطع كننده جريان می‌باشند كه هنگامي كه سرپوش باز است دستگاه روشن نمی‌شود. کنترل‌کننده‌های دستگاه، خارج از محفظه بوده و يا روي يك Control Panel قرارگرفته‌اند. معمولاً‌يك نمايشگر، پارامترهاي كليدي دستگاه مانند سرعت برحسب rpm، دما و زمان را پايش می‌کند.

كاربر، نمونه‌ها را در محل‌های موجود در روتور قرار داده و سرپوش را می‌بندد. سپس rpm مناسب، دما (اگر دماي خنك موردنیاز است) و زمان موردنظر را انتخاب كرده و دستگاه را روشن می‌کند.

برخي از دستگاه‌ها، سرعت ايستايي را نيز تنظيم می‌کنند. برخي از دستگاه‌ها، داراي ریزپردازنده‌هایی هستند كه با واردکردن يك كد تمامي پارامترهاي موردنیاز بر اساس آن كد، به‌طور خودکار تنظیم می‌شوند. وقتي كه كاربر با مواد خطرناك سروكار داشته باشد، رعايت اقدامات ايمني ضروري است. علاوه بر اين به‌غیراز سرپوش خارجي، سرپوش ايمني داخلي نيز وجود دارد. درعین‌حال اهرم‌های مخصوص براي قرار دادن نمونه‌ها موجود می‌باشند.
برخي از مدل ها داراي Bowl Drainer بوده كه به‌راحتی و به‌طور مؤثر، ذرات نمونه و ساير دبری‌ها را بر می‌دارد. ساير وسايل حفاظت كننده مانند محافظ صورت و عينك، محافظ چشم نيز از ديگر وسايلي هستند كه احتمال خطر در مقابل پاتوژن هاي موجود در فرآورده‌های خوني و يا ساير موارد را كاهش می‌دهند.

قسمت‌هایی از سانتريفوژ كه در تماس با مواد خطرناك بيولوژيكي بوده‌اند بايد ضدعفوني گردند (معمولاً با هيپوكلريت 10%).

ملاحظات خريد سانتریفیوژ

خريدار بايد سانتريفوژي مناسب با نيازهاي آزمايشگاهي خود خريداري كند. براي مثال در آزمایشگاه‌هایی كه نمونه‌ها زياد می‌باشند، خريد يك سانتريفوژ قابل‌برنامه‌ریزی ضروري است ولي در آزمایشگاه‌های كوچك با تعداد كم نمونه، ضرورتي ندارد.
رعايت ملاحظات ايمني، از نكات ضروري در خريد يك سانتريفوژ است. سانتريفوژ بايد داراي سرپوش ايمني قفل شونده با سيستم قطع دستگاه، در هنگام باز شدن سرپوش باشد. از ديگر موارد ايمني موجود، پوشش محافظ داخلي و صفحه نمايشگر هشداردهنده است. يك سانتريفوژ بايد تميز بوده، صفحه نمايشگر به‌راحتی قابل‌خواندن باشد، به زنگ‌های هشداردهنده مجهز باشد كه در هنگام بد كار كردن، عدم بالانس روتور يا باز بودن سرپوش به صدا درآيند.

در موارد خريد دستگاه سانتريفوژ، فاكتورهاي ذيل از نكات مهم و قابل‌بررسی است:

• ابعاد سه بعدي دستگاه، نمايانگر حجم و جايگيري آن است.
• وزن: وزن دستگاه از فاكتورهاي مهم هنگام خريد و نصب است.
• (نمايشگر (Display): ديجيتال يا آنالوگ بودن نمايشگر دستگاه می‌تواند از جنبه فني و دقت موردبحث باشد.
• (حداكثر سرعت (Max speed): اين فاكتور معمولاً در دستگاه‌های سانتريفوژ در حالتي كه Head و Bucket از نوع استاندارد روي آنها نصب‌شده‌اند، نشان‌دهنده حداكثر سرعت گردش روتور سانتريفوژ است.
• (Relative Centrifugal Force) RCF: به‌عنوان شتاب استاندارد جاذبه است.
• حداكثر ظرفيت (Max Capacity): براي يك دستگاه سانتريفوژ، اين مطلب كه حداكثر چقدر بار را می‌تواند بدون افت فاحش دو موتور تحمل نمايد، مهم بوده و از لحاظ فني موردنظر است. در ضمن اين فاكتور می‌تواند نمايانگر بيشترين ظرفيت قرارگيري Head و Bucket از انواع آنها باشد.
• ترمز (Break): در اغلب دستگاه‌های سانتريفوژ آزمايشگاهي، ساز و کار ترمز الكتريكي پیش‌بینی‌ نشده است. اين امر با معكوس شدن جريان گذرنده از روتور ميسر می‌شود.
• (سردكننده (Cooling): وجود سردكننده در اين نوع دستگاه‌ها، محيط سرد مناسب براي عمل سانتريفوژ كردن، در كاربردهاي خاص را مهيا می‌سازد و از طرفي در دستگاه‌های با دور بالا از گرم شدن محفظه داخلي سيستم جلوگيري می‌نماید.
• (منبع تغذيه (Power Supply): مانند ساير سيستم ها از برق شهر با فركانس مربوطه استفاده می‌گردد.

مراحل تكامل دستگاه سانتریفیوژ

سانتريفوژ يك فنّاوری برتر است. به مدت چندين دهه است كه در تحقيقات و آزمایش‌های باليني و درماني بكار مي رود. بسياري از دستگاه‌های سانتريفوژ بدون اتصالات می‌باشند. برخي از آنها سیم‌های اتصال با عمر طولاني دارند و برخي نيز داراي كلاهك روتور قابل تعويض می‌باشند. امروزه سيستم هاي داراي نرم‌افزاری رایانه‌ای براي بررسي و تجزیه‌وتحلیل نمونه‌ها، از برنامه‌ریزی بسيار پیچیده‌تری برخوردار می‌باشند.

اعمال مربوط به نحوه كار استاندارد دستگاه

سانتریفوژهای مقدماتي (تداركي)

• براي جلوگيري از حركت و جابجايي دستگاه سانتريفوژ، آن را بايد دقيقاً به‌صورت افقي قرارداد. اگر سانتريفوژ در حالت تعادل نباشد، در عملكرد آن اشكال و اختلال به وجود می‌آید.

اين نكته بسيار حائز اهميت است كه در تمامي اوقات بار و وزن سانتريفوژ در حالت تعادل باشد. بنابراين لوله‌ها را بايد با بالشتك هاي لاستيكي تنظيم كرد. لوله‌ای كه داراي حجم معين و مناسبي از آب است را بايد به هنگامي كه تعدادي از نمونه‌ها را سانتريفوژ می‌کنید، به آن اضافه نمایید. ايجاد تعادل نهايي را بايد بواسطة قرار دادن بارهاي جفت روي دو صفحه حساس با تعادل معقول و مناسب انجام داد و بواسطة افزودن آب از يك بطري يا پيپت آن را داراي تعادل نمود.
در صورت امكان به نمونه سبك تر آب اضافه كنيد تا آن مقدار آب باعث تعادل بار سنگين تر شود. براي نمونه‌های بيولوژيكي بايد در طي سانتريفوژ از درپوش استفاده كرد. اگر در طي سانتريفوژ صداي غيرمعمولي از آن شنيده می‌شود. بايد آن را فوراً متوقف كرد چرا كه اين صداي غیر نرمال مبين اين است كه تعادل آن به‌درستی ايجاد نشده است.

• پس از استفاده، سطل ها را بايد وارونه كرد تا آب آنها خارج‌شده و خشك شوند.
• پس از هرگونه ریخت‌ و پاش و به‌هم‌ ریختگی نمونه، همواره سطل ها را كاملاً تميز كنيد و آن را به همراه سانتريفوژ فوراً با الكل 70 درصد (700 میلی‌لیتر / ليتر) پاك و ضدعفوني نمایید.
• اغلب اوقات سانتريفوژ را تميز و ضدعفوني كنيد چرا كه آن يكي از وسايلي است كه خيلي زياد مورداستفاده قرار می‌گیرد.
• در صورت ضرورت و نياز، لوازم و متعلقات آن را عوض كنيد.
• در صورت لزوم، برس هاي برقي آن را تعويض نمایید.
• چك كنيد كه قطعات فرسوده و زنگ‌زده نباشد و در صورت نياز قطعات فرسوده را عوض كنيد.
• هیچ‌گاه دستگاه سانتريفوژ را باوجود باز بودن درپوش آن به‌کار نيندازيد.
• از سانتريفوژ در سرعت هاي بالاتر از آنچه كه لازم است، استفاده نكنيد.

 خطرات / ايمني دستگاه سانتریفیوژ

ازآنجایی‌که دستگاه‌های سانتريفوژ همواره جهت آماده كردن و تهيه نمونه‌های خون و ادرار مورداستفاده قرار می‌گیرد، لذا توصيه می‌شود كه ظرف گردنده در سانتريفوژ، سطل ها و حلقه‌های سر محور را پيش از اينكه هرگونه سرویس‌دهی انجام گيرد و از آنها استفاده شود، تميز و ضدعفوني نمایید.

 ابزارهای سانتریفیوژ

• يك جعبه‌ ابزار معمولی و عمومي مناسب و راضي كننده است.
• لوازم اضافي و يدك
• خازن مسدودكننده (صافي تداخل و پارازيت)
• جاروبك و جمع كننده زغالي
• پایه‌های لاستيكي (با مدل هاي روميزي)
• بالشتك هاي لاستيكي (براي سانتریفوژ های مقدماتي و تداركي)
• واشر مسدودكننده (براي سانتریفوژ های هماتوكريت

حفظ و نگهداري دستگاه سانتریفیوژ

• قفل درپوش را چك كنيد.
• حلقه‌های سر محور و سطل ها را جهت سالم بودن فلزشان موردبررسی قرار دهيد.
• لولاها، دکمه‌های تنظيم، پایه‌های لاستيكي را چك كنيد.
• وزن سطل ها را چك كرده و آنها را در نگه‌دارنده‌هایشان عوض كنيد. بالشتك هاي لاستيكي موجود در سطل ها ممكن است كم شوند يا براي تميز كردن و جابجايي بيرون آورده شوند كه در اين صورت بارهاي غیر یکسان به وجود می‌آید. حتي تفاوت هاي كم در وزن نيز می‌تواند سبب فرسايش سريع و پوسيدگي ياتاقان هاي موتور شود.
• یکی از نکات نگهداری دستگاه که می توان ذکر کرد این است که، در هنگام قرار دادن لوله آزمایش حتما به بالانس بودن روتور توجه شود ،زیرا در غیر اینصورت باعث خوردگی زغال دستگاه و خرابی شفت می شود که این مشکلات سبب می شود که مواد به خوبی ته نشین نشود. نکته حائز اهمیت در مورد دستگاه که باید بدان توجه شود،محل قرارگیری دستگاه می باشد که باید در محلی تمیز و خشک وعاری از گازهای خورنده باشد.

امروزه دیدگاه سرویس دستگاه ها از حالت Breakdown Maintenance  و یا “تعمیر بعد از خرابی” به “سیستم نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه ” یا Preventive Maintenance   و حتی “بهبود شرایط تهدید کننده دستگاه قبل از صدمه زدن”  که همان Predictive Maintenance تغییر پیدا کرده است.

بهترین برندهای دستگاه سانتریفیوژ

CENTRON، GeNieBio، Grant، Boeckel، APEL، Eppendorf، NuAir, Beckman , Thermo

 نحوه سرويس دستگاه سانتریفیوژ

در مورد رفع عیب و ایراد دستگاه حتما قبلش ،دفترچه دستگاه مطالعه شود. یکی از نکات تعمیراتی که می توان به آن اشاره کرد ، روشن نشدن دستگاه می باشد، که در این مورد بعد از بررسی پریز برق و کابل و اطمینان از اتصال دوشاخه به پریز برق ،فیوز دستگاه چک شود،که احتمالا فیوز سوخته است و باید تعویض شود.

1. ابتدا به وارسي ترمزها جهت عملكرد مناسب دستگاه بپردازيد.
2. قفل درپوش را تنظيم و وارسي كنيد تا مطمئن شويد كه عملكرد مناسب مسدودكنندگي الكتريكي برقرار است.
3. چك كنيد كه اتصالات ضعيف و غیر محکم نباشد.
4. جاروبك ها و جمع کننده‌های زغالی را جهت پوسيدگي يا نبود كشش فنر چك و وارسي كنيد.
5. زمان‌سنج (تايمر) را چك كنيد (تا تنظيم باشد).
6. به ياتاقان هاي موتور دستگاه،‌گريس بزنيد.

تعمیر و نگهداری سانتریفیوژ

اين كار عموماً براي سانتریفوژ های مقدماتي و تداركي لازم نيست. اما اگر سانتريفوژ هماتوكريتي موجود باشد، آن را با يك سرعت‌سنج (Techometer) بايد چك و تنظيم كرد.

 مشكلات گزارش‌شده از سانتریفیوژها

در هر دستگاه سانتريفوژ، كاليبره كردن سرعت و پايش زمان سانتريفوژ مهم است. ترمز خودكار بايد چك شود كه بتواند در زمان تعیین‌شده باعث ايستادن روتور شده تا مراحل شستشو و اضافه كردن معرف ها بدون اشكال انجام گيرد. براي كاليبره كردن سرعت می‌توان از تاكومترهاي نوري استفاده كرد.

به علت استفاده مداوم از سانتريفوژ و خطرات احتمالي موجود، بايد به‌طور مرتب مواردي از قبیل نشت جريان، مقاومت زمينه، برس ها، مواد لوبريكانث، سيستم ايمني، قفل داخل سرپوش چك شوند. براي كاربري مطمئن و عمر طولاني، برس ها بايد قبل از تحليل رفتن كامل عوض شوند و كربن رسوب‌کرده بايد مرتب تميز شود.

سانتریفوژ ها، جريان برق زيادي را مصرف می‌کنند. بنابراين در خط برق وصل شده، باعث Electrical noise می‌شوند. در چنين حالتي دستگاه‌های آنالايزر مانند اسپكتروفتومترها، آنالايزرهاي شيئي يا هماتولوژي تحت تأثیر قرار می‌گیرند. بنابراين سانتريفوژ بايد به منبعي وصل شود كه براي دستگاه‌های آنالايزري در نظر گرفته نشده است.هیچ‌وقت نبايد دستگاه سانتريفوژ را با درب باز استفاده كرد. مورد شكسته شدن لوله‌ آزمایش و پخش شيشه و مواد خوني آن، به روي سر و سينه كاربر گزارش شده است. شكسته شدن لوله می‌تواند به علت عدم تقارن محور مركزي روتور، استفاده نادرست يا نقص در لوله باشد.

هر كاربر بايد به لرزش و تكان بیش‌ ازحد، كه غالباً لرزش بحراني ناميده می‌شود و براي هر دستگاه سانتریفیوژ در سرعت خاصي اختصاصي است آگاه باشد.

اين موقعيت ديناميكي كه رزونانس ناميده می‌شود، از تركيب ارتعاشات مكانيكي براي ذرات در حال حركت به وجود می‌آید. سانتریفوژ ها بايد با سرعتي كمتر يا بيشتر از اين سرعت رزونانس استفاده شوند.

روتورهاي سانتريفوژ، مرتب بايد تميز شوند و به‌طور دوره‌ای تعويض گردند. روتور بايد كاملاً مناسب و اندازه باشد و نبايست مدل آن تعويض گردد، مگر اينكه مدلي كاملاً‌براي همان سانتريفوژ طراحي شده باشد. مواد شيميايي موجود در تمیزکننده‌ها ممكن است باعث سوراخ شدن يا خراشيدگي سطح چرخنده شود. بنابراين بايد از مواد تميزكننده مخصوص،‌براي تميز نگه‌داشتن دستگاه استفاده كرد.

خلاصه و جمع بندی

برای تهیه دستگاه سانتریفیوز با همکاران ما در ارتباط باشید. دوستان عزیز برای تهیه مطالب زحمات زیادی کشیده شده است در صورت استفاده از متن عکس و سایر محتویات این صفحه نسبت به لینک دهی نسبت به این صفحه همکاری داشته باشید.

نویسنده: محمد طه گودرزی کارشناس ارشد پرتو پزشکی

منابع بیشتر مطالعه برای شما: