انواع سانتریفیوژ آزمایشگاهی و کاربردهای آن

سانتریفیوژ آزمایشگاهی

سانتریفیوژ آزمایشگاهی چیست و چه کاربردی دارد؟

سانتریفیوژ یک وسیله آزمایشگاهی و صنعتی است که برای جداسازی مایعات، گاز و اجرای جامد یک محلول بر اساس چگالی آن‌ها، مورد استفاده قرار می‌گیرد. جداسازی با چرخش یک روتور حاوی لوله‌های نمونه با سرعت بالا حاصل می‌شود. نیروی گریز از مرکز مواد سنگین‌تر را به سمت خارج از مرکز روتور هدایت می‌کند. این دستگاه در اکثر آزمایشگاه‌ها از جمله آزمایشگاه‌های دانشگاهی، کلینیکی و تحقیقاتی یافت می‌شود و برای تصفیه سلول‌ها، اندامک‌های درون سلول، ویروس‌ها، پروتئین‌ها و اسیدهای نوکلئیک مورد استفاده قرار می‌گیرد. سانتریفیوژ‌های دیگری نیز وجود دارند که برای کاربردهای صنعتی طراحی شده‌اند. این سانتریفیوژ‌ها برای جداسازی اجزا مختلف مواد مورد استفاده قرار می گیرد.

انواع سانتریفیوژ آزمایشگاهی

1-سانتریفیوژهای با زاویه ثابت:

این سانتریفیوژها برای نگه داشتن ظروف نمونه در یک زاویه ثابت نسبت به محور مرکزی طراحی شده‌اند. این زاویه بین ۲۵ تا ۴۰ درجه است. هر چه این زاویه بیشتر باشد، سرعت چرخش بیشتر شده و در نتیجه رسوب بیشتری در انتهای لوله‌ها و ظروف نمونه تشکیل می‌شود.

2-سانتریفیوژ با زاویه شناور:

برخلاف سانتریفیوژهای زاویه ثابت، این سانتریفیوژها در روتور خود لولایی دارند که ظروف نمونه را به روتور مرکزی وصل می‌کند. به همین در ابتدا، لوله‌های نمونه به صورت عمودی قرار دارند و با شروع چرخش به حالت افقی در آمده و در انتهای لوله رسوبات متراکم می‌شوند.

3-سانتریفیوژهای توبولار

در این نوع سانتریفیوژها، دوران به صورت عمودی است. سرعت جداسازی در ساتریفیوژهای توبولار بسیار بالا است و بیشتر برای کاربردهای بالینی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

4-سانتریفیوژهای آزمایشگاهی

در آزمایشگاه‌های پزشکی یا تحقیقاتی از سانتریفیوژهایی دقیق و اغلب با سایزهای کوچک برای جداسازی اجزای مختلف مواد بیولوژیکی یا مواد شیمیایی استفاده می‌شوند. این سانتریفیوژها براساس کاربردی که دارند در رده‌های مختلف قرار می‌گیرند.

5-سانتریفیوژ بالینی

سانتریفیوژهای بالینی برای جداسازی ترکیبات مختلف زیستی و در مطالعات پزشکی مانند بررسی در مورد سلول‌های خونی به کار می‌روند که این گروه ازسانتریفیوژها انواع متفاوتی دارند.

6-سانتریفیوژ سیتولوژی (سلول شناسی)

سانتریفیوژهای سیتولوژی برای جدا کردن لایه نازک سلول‌ها (مانند لایه‌های سلولی نمونه‌های مخاط رحمی) از روی اسلایدهای آزمایشگاهی و رسوب دادن آن‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. از این سانتریفیوژها برای شکستن سلول‌ها و مطالعات اجزای سلولی استفاده می‌شود.سانتریفیوژ‌های سیتولوژی یکی از پرکاربردترین سانتریفیوژها در آزمایشگاه‌های سلولی، میکروبی، سرولوژی، هماتولوژی و بافت شناسی به شمار می‌آیند.

7-سانتریفیوژی هماتوکریت

این سانتریفیوژها برای اندازه‌گیری هماتوکریت خون از نیروی گریز از مرکز استفاده می‌کند. هماتوکریت در واقع، نسبت حجم گلبول‌های قرمز خون به کل حجم خون است. روتورهای سانتریفیوژهای هماتوکریت، طوری طراحی شده‌اند که نمونه‌ها در لوله‌های موئین دورن روتور قرار می‌گیرند. لوله‌های موئین سانتریفیوژ شده با استفاده از یک صفحه مدرج اندازه‌گیری شده و از این طریق مقدار هماتوکریت محاسبه می‌شود.

بیشتر بخوانید:انواع ترازوی آزمایشگاه ونحوه کاربرد با آن

8-میکروسانتریفیوژ

میکروسانتریفیوژها، یکی از ابزارهای اصلی در بسیاری از آزمایشگاه‌های تحقیقاتی به شمار می‌آیند که عموماً حجم لوله‌های کوچکی مانند لوله‌های 2 میلی‌لیتر، 1٫5 میلی‌لیتر، 0٫5 میلی‌لیتر و لوله‌های PCR را در خود جای می‌دهند. میکروسانتریفیوژها برای کاربردهای روتین آزمایشگاهی به طور معمول با سرعتی در حدود 16000xg چرخش دارند، در حالی که برای کارکردهای تخصصی‌تر می‌توانند به سرعت‌های بالاتر نظیر 30000xg نیز برسند

9-اولترا سانتریفیوژ

اولترا سانتریفیوژها مشابه سایر انواع سانتریفیوژها هستند با این تفاوت که سرعت چرخش روتور در این سانتریفیوژها بسیار بالا است:؛ به طوری که گاهی سرعت این سانتریفیوژها به ۲۰۰٫۰۰۰ دور در دقیقه هم می‌رسد. از اولترا سانتریفیوژها برای جداسازی اجزا و ترکیبات کوچک (مانند جداسازی اجزای داخل سرم‌های خونی به منظور کاهش کدورت سرم) استفاده می‌شود. از جمله این ترکیبات می‌توان به لیپوپروتئین‌ها و کلسترول‌ها اشاره کرد. این نوع از سانتریفیوژها کاربردهای گسترده‌ای در تست‌های دقیق آزمایشگاهی دارند.

اولترا سانتریفیوژهای آنالیتیکال برای انجام تجزیه و تحلیل رسوب گذاری ماکرومولکول‌ها با استفاده از اصول ابداع شده توسط تئودور سوودبرگ طراحی شده‌اند.

10-سانتریفیوژهای یخچال‌دار

سانتریفیوژهای یخچال‌دار ابزاری ایده آل برای سانتریفیوژ نمونه‌هایی هستند که ممکن است حساس به دما باشند، به عنوان مثال این سانتریفیوژها در مطالعات سلول‌های زنده جانوران یا پروتئین‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. بسیاری از آنها دارای روتورها و آداپتورهای قابل تعویض هستند تا طیف گسترده‌ای از حجم نمونه از زیر 1 ‌یتر تا چند لیتر را در خود جای دهند. سرعت نیز می‌تواند متفاوت باشد، به طوری که در برخی از مدل‌های این دستگاه می‌تواند تا 60،000xg برسند.

11-سانتریفیوژهای جدا کننده اجزای خونی (بالینی)

این گروه، سانتریفیوژهای کم سرعت و کم حجم هستند که برای جداسازی اجزای کامل خون مانند سرم، پلاسما، گلبول‌های سفید، گلبول‌های قرمز و سایر مایعات بدن ایده آل محسوب می‌شوند. سرعت این سانتریفیوژها ممکن است بین 200 دور در دقیقه تا 6000 دور در دقیقه باشد.

12-سانتریفیوژهای خلاء

این سانتریفیوژها می‌توانند از خلاء، نیروی گریز از مرکز، دما و یا گاز استفاده کنند تا حلال مایع را برای خلوص نمونه‌ها از بین ببرند. این ابزار برای تصفیه یا تهیه نمونه‌هایی از قبیل ماکرومولکول‌ها نظیر اسیدهای نوکلئیک، پروتئین‌ها، پپتیدها و سایر ترکیبات برای انواع کاربردهای تحقیقاتی ایده آل هستند. در این نوع سانتریفیوژها برای تبخیر حلال‌ها، از مکانیسم خلاء با سیستم‌های گرمایش استفاده می‌کنند.

13-سانتریفیوژهای افتراقی

سانتریفیوژهای افتراقی برای جداسازی اجسام مختلف بیولوژیکی مانند ویروس‌ها، اندامک‌های سلولی نظیر ریبوزوم‌ها و میتوکندری‌ها و به طور کلی جداسازی اجزای عصاره‌های سلولی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

14-سانتریفیوژهای گازی

سانتریفیوژهای گازی برای جداسازی ایزوتوپ‌ها به کار می‌رود. این سانتریفیوژهای در نیروگاه‌های هسته‌ای برای غنی سازی اورنیوم مورد استفاده قرار می‌گیرند.

15-سانتریفیوژهای شستشو دهنده سلول

از سانتریفیوژهای شستشو دهنده سلولی برای شستشوی سلول‌های خونی، جهت انجام آزمایش کومبس یا تست آنتی گلوبولین (تستی است که برای شناسایی آنتی‌بادی‌هایی که به سطح گلبول‌های قرمز متصل می‌شوند و آن‌ها را همولیز می‌کنند) استفاده می‌شود.

طبقه‌بندی سانتریفیوژها براساس سرعت

سانتریفیوژها برای جداسازی اجزای مختلف در محلول‌ها نیز از سرعت‌های متفاوتی استفاد می‌کنند که براساس میزان سرعت نیز در سه گروه متفاوت قرار می‌گیرند.:

سانتریفیوژهای با سرعت بالا:

سرعت این نوع از سانتریفیوژها در حدود ۲۱٫۰۰ تا ۳۰٫۰۰۰ دور در دقیقه است. این سانتریفیوژها به دلیل سرعت بالایی که دارند ممکن است در حین چرخش روتور، دمای دستگاه بالا برود؛ به همین دلیل اغلب این نوع از سانتریفیوژها دارای سیستم خنک کننده هستند.

سانتریفیوژهای با سرعت پایین:

سرعت این مدل از سانتریفیوژها در حدود ۲۰۰۰ تا ۸۰۰۰ دور در دقیقه است. این نوع از سانتریفیوژها برای جداسازی اجزا و سلول‌های خونی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

اولترا ساتریفیوژها:

همان طور که در بالا توضیح داده شد، این سانتریفیوژها سرعت‌های بسیار بالایی دارند و از این رو معمولا دارای سیستم خنک کننده و یخچال هستند. ازاین سانتریفیوژها برای جداسازی اجزای بسیار کوچک و ماکرومولکول‌های زیستی استفاده می‌شود.

نحوه کار با سانتریفیوژ آزمایشگاهی

نحوه کار این دستگاه به گونه ای است که با قرار دادن نمونه، درون لوله سانتریفیوژ، دستگاه با سرعت ثابتی شروع به چرخش می کند و نمونه را به سمت خارج حرکت می دهد تا جایی که بصورت افقی قرار گیرد. در اینصورت نیروی گریز از مرکز سعی در حرکت و راندن محلول بر خلاف مرکز سانتریفیوژ را دارد و همین امر باعث جدا سازی ذرات درشت تر از محلول می شود به گونه ای که در صورت متوقف کردن دستگاه ذرات سنگین تر در قسمت بیرونی بصورت جدا شده از محلول باقی می مانند.به همین منظور امروزه سانتریفیوژ آزمایشگاهی به یکی از پرکاربردترین و مناسب ترین تجهیزات در آزمایشگاه های تحقیقاتی، بیولوژیکی، شیمی، علوم زیستی، پزشکی و دارو سازی، صنایع غذایی، آشامیدنی و تحقیقات مواد پلیمری تبدیل شده اند.

نکات لازم جهت استفاده از سانتریفیوژ آزمایشگاهی

• برای جلوگیری از بروز خطر و مشکلات احتمالی، لازم است تا در هنگام کار با دستگاه سانتریفیوژ به نکات زیر توجه نمایید.
• توجه شود که در صورت باز بودن در سانتریفیوژ، از دستگاه استفاده و شروع بکار نکنید. همچنین توجه کنید پس از اتمام کار بلافاصله در دستگاه را باز ننمایید. (۲ الی ۳ دقیقه صبر کنید.)
• لازم است تا متخصصان متناسب با نمونه مورد نظر خود سرعت دستگاه را تنظیم نمایند.
• در صورت شنیده شدن صداهایی از سانتریفیوژ آزمایشگاهی، بلافاصله دستگاه را خاموش کنید و به بررسی روتور و توازن دستگاه بپردازید.
• در صورت برخورداری سانتریفیوژ از قفل های اتوماتیک، قبل از استفاده از سالم بودن آن مطمئن شوید.
• برای سانتریفیوژ کردن نمونه ها، حتما از سالم بودن لوله ها مطمئن شوید و از درپوش برای لوله ها استفاده نمایید.
• بعد از هر بار استفاده از دستگاه، آن را تمیز نمایید.
• قسمت های مختلف سانتریفیوژ آزمایشگاهی همانند برس ها را ۳ ماه یکبار سرویس و یا درصورت نیاز عوض کنید.

جمع بندی :

سانتریفیوژها در علوم و صنایع مختلفی از جمله علوم شیمیایی، زیست شناسی، میکروبیولوژی، علوم پزشکی، مهندسی هسته ای، صنایع پتروشیمی، علوم کشاورزی، صنایع غذایی و بسیاری حوزه های دیگر مورد استفاده قرار می گیرند. اساس کار سانتریفیوژ در واقع به معنی جداسازی ذرات از محلول ها و گازها و همینطور جداسازی مایعات از هم با چگالی های مختلف می باشد. این جداسازی با استفاده از نیروی گریز از مرکز تحت یک محور فرضی ایجاد شده صورت گرفته و پس از دوران نمونه مورد نظر در دستگاه، رسوبات و مواد با چگالی کمتر در انتهای لوله های آزمایش ته نشین شده و قابل شناسایی می شوند.

برای خرید مواد آزمایشگاهی شیمیایی و صنعتی و یا خرید تجهیزات آزمایشگاهی شما میتوانید با مراجعه به فروشگاه شرکت آثل طب از خدمات آزمایشگاهی برخوردار شوید.