محققان و دانشمندان فعال در آزمایشگاه‌های مختلف جهت پیشبرد آزمایش‌های خود به تجهیزات آزمایشگاهی متعددی نیاز دارند. به عبارتی، برای انجام آزمایش‌های موفقیت‌آمیز و رسیدن به نتایج دقیق، به لوازم و تجهیزات باکیفیت آزمایشگاهی نیاز است. سانتریفیوژ یکی از حساس‌ترین و گران‌ترین تجهیزات آزمایشگاهی است که با کمک آن می‌توان اجزای یک محلول را بر اساس چگالی آن‌ها، از یکدیگر جدا کرد. سانتریفیوژها از نظر سایز، سرعت و عملکرد، انواع مختلفی دارند که در ادامه به معرفی یکایک آن‌ها پرداخته‌ایم. در این بخش، به پرسش‌هایی نظیر سانتریفیوژ چیست و چه انواعی دارد؟ کاربرد سانتریفیوژ چیست؟ و از این دست سؤالات پاسخ داده‌ایم. با ما همراه باشید.
سانتریفیوژ چیست؟
ابتدا به بررسی این پرسش پرتکرار که سانتریفیوژ چیست می‌پردازیم. سانتریفیوژ، دستگاهی است که باعث تفکیک ذرات در مایعات، گاز و مواد جامد محلول بر اساس وزن مولکولی و چگالی آن‌ها می‌شود. در واقع، این دستگاه با چرخش مواد در سرعت بسیار بالا موجب جداسازی آن‌ها می‌شود. جداسازی نیز با چرخاندن روتور حاوی لوله‌های نمونه در سرعت بالا انجام می‌گیرد. بنابراین، وظیفه اصلی سانتریفیوژ، جداسازی اجزای مختلف مواد است که این کار توسط نیروی گریز از مرکز صورت می گیرد.
کاربرد سانتریفیوژ در آزمایشگاه‌های دانشگاهی، تحقیقاتی و کلینیکی بسیار مهم و گسترده است. عمده کاربرد آن نیز مربوط به تصفیه سلول‌ها، ویروس‌ها، پروتئین‌ها، اسیدهای نوکلئیک و… می‌شود. در کل، استفاده از نیروی گریز از مرکز، اساس کار هر آزمایشگاهی بوده که این موضوع باعث نیاز این مراکز به سانتریفیوژ شده است. مدل صنعتی سانتریفیوژ نیز در سایر صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد.
تاریخچه سانتریفیوژ
نخستین تحقیق علمی توسط فردی به نام نایت در سال 1806 صورت گرفت. این فرد، گزارشی راجع به تفاوت در جهت‌گیری ریشه و ساقه نهال‌ها در زمان گذاشتن آن‌ها در چرخ چرخان ارائه کرد. 60 سال بعد سانتریفیوژ برای اولین بار در مصارف صنعتی به کار گرفته شد. نخستین سانتریفیوژ پیوسته نیز در سال 1878 توسط مبتکر سوئدی گوستاف دِلاوال طراحی شد. این سانتریفیوژ، توانایی جداسازی خامه از شیر را داشت. این طراحی، پیش‌زمینه‌ای جهت طراحی و تولید سانتریفیوژ در مدل‌های مختلف شد. در همان موقع نیز سانتریفیوژهای حاوی لوله‌های آزمایشگاهی وارد چرخه طراحی و تولید شدند.
در حال حاضر، کمپانی دِلاوال (De Laval) با برخورداری از 20 کارخانه در کل جهان به یکی از بزرگ‌ترین تولیدکنندگان دستگاه‌های صنعتی مربوط به محصولات لبنی تبدیل شده است. نخستین سانتریفیوژهای الکتریکی نیز در سال 1910 عرضه شدند که معرفی آن‌ها بر سرعت توسعه این دستگاه‌ها افزود. ضمن اینکه اختراع اولتراسانتریفیوژ نیز در سال 1923 به یکی از نقاط عطف در فناوری سانتریفیوژ تبدیل شد. اولتراسانتریفیوژ با سرعت 10000 دور در دقیقه و داشتن پنجره‌های شفاف، کمک شایانی به محققان کرد. به علاوه، جداسازی نخستین اجزای درون سلولی به وسیله ترفند گریز از مرکز در دهه 1940 محقق شد. در واقع، این تکنیک باعث تحول عظیمی در دانش زیست پزشکی گشت. با گذشت زمان نیز مدل‌های دیگر سانتریفیوژ پا به صنعت پزشکی و صنعتی گذاشتند.
اجزای مختلف دستگاه سانتریفیوژ
در قسمت زیر، فهرستی از اجزای تشکیل‌دهنده دستگاه سانتریفیوژ آورده شده است:
- روتور
- بلبرینگ
- سر روتور
- زمان‌سنج
- شفت دستگاه
- موتور الکتریکی
- منافذ تهویه هوا
- پنل مانیتورینگ
- کلید روشن و خاموش
- سرعت‌سنج (تاکومتر)
شما میتوانید برای آشنایی بیشتر با انواع روتور سانتریفیوژ به مطلب دیگر ما با همین عنوان مراجعه کنید.
بررسی انواع سانتریفیوژ آزمایشگاهی
حال که متوجه شدیم اجزای مختلف دستگاه سانتریفیوژ چیست، به بررسی انواع سانتریفیوژ آن می‌پردازیم. از چندین سانتریفیوژ در آزمایشگاه‌های طبی استفاده می‌شود که در قسمت زیر به معرفی آن‌ها پرداخته‌ایم:
· سانتریفیوژ ساده
سانتریفیوژ ساده یکی از عالی‌ترین سانتریفیوژهای ساخته‌شده برای آزمایشگاه‌ها و کلینیک‌ها است. این سانتریفیوژ با سرعتی معادل 5000 دور در دقیقه کار می‌کند. از مشخصات و ویژگی‌های آن نیز می‌توان به داشتن سیستم کنترل ریزپردازنده، طراحی فشرده به منظور تفکیک اجزای محلول و نمونه‌ها و همین طور ظرفیتی در محدوده 12 در 15 میلی‌لیتر اشاره کرد.
· میکروسانتریفیوژ
میکروسانتریفیوژ جهت آنالیز روزانه آزمایشگاهی با نمونه‌های کم‌حجم مانند 5/0 الی 2 میلی‌لیتر مورد استفاده قرار می‌گیرد. بنابراین، لوله‌ها یا تیوب‌های کم‌حجم توسط این نوع سانتریفیوژ ارزیابی می‌شوند. به این ترتیب، بسیاری از محققان جهت آزمایش مواد بیولوژیکی وجدا سازی سلول‌های مختلف از میکروسانتریفیوژ استفاده می‌کنند.
اگر تصمیم دارید اطلاعات بیشتری در این خصوص کسب کنید، میتوانید مطلب دستگاه میکرو سانتریفیوژ چیست را دنبال کنید.
· اولتراسانتریفیوژ
گاهی نیاز به دستگاهی با سرعت بالا و با توانایی 16000 دور و حتی بیشتر می‌شود که در چنین مواقعی از اولتراسانتریفیوژ استفاده می‌کنند. در واقع، این سانتریفیوژ بالاترین سرعت را در بین سایر سانتریفیوژها دارد. همچنین، از این سانتریفیوژ در آزمایشاتی مانند جداسازی اجزای ریبوزوم‌ها، لیپوپروتئین، ویروس‌ها و… استفاده می‌کنند.
· سایتوسانتریفیوژ
سایتوسانتریفیوژ برای جداسازی و رسوب لایه نازک سلول‌ها به کار برده می‌شود. در واقع، کاربرد سایتوسانتریفیوژ در آزمایشگاه بسیار گسترده است و از آن در زمینه: بافت‌شناسی، ویروس‌شناسی، میکروبیولوژی، آنکولوژی، سرولوژی و… استفاده می‌کنند.
· سانتریفیوژ یخچال دار
سانتریفیوژ یخچال‌دار یکی دیگر از سانتریفیوژهای رایج آزمایشگاهی است که از آن جهت آنالیز نمونه‌های حساس به دما استفاده می‌کنند. این سانتریفیوژ، دمای داخلی دستگاه را موقع چرخش در سطح پایینی نگه می‌دارد تا راندمان مناسبی حاصل شود.
· سانتریفیوژ شستشو دهنده سلولی
این سانتریفیوژ به طور خاص همان‌طور که از نامش مشخص است منجر به شستشوی سلول‌های خونی می‌شود.
کاربردهای سانتریفیوژ در آزمایشگاه
سانتریفیوژ به عنوان یکی از حساس‌ترین و پرکاربردترین تجهیزات آزمایشگاهی دارای کاربردهای مهمی است. از رایج‌ترین کاربردهای سانتریفیوژ می‌توان به جداسازی خون، جداسازی ذرات نامحلول، مواد جامد معلق در محلول، سنتز مواد، جداسازی مخلوط‌ها با چگالی نزدیک و… اشاره کرد. به طور کلی، کاربرد سانتریفیوژ شامل دو بخش اصلی جداسازی ذرات از محلول شناور و همین طور، جداسازی دو فاز مایع با چگالی متفاوت می‌شود. هم چنین باید اشاره کرد که نحوه کار با این دستگاه نیز اهمیت زیادی برخوردار است.
توجه داشته باشید که لوله‌های مورد استفاده در سانتریفیوژ بایستی بتوانند RCF را تحمل کنند. معمولاً میکروتیوب‌ها که لوله‌های پلی‌پروپیلنی هستند، تحمل RCF بالاتر از 5000 را دارند. قبل از به‌کارگیری لوله نیز بایستی از سالم بودن آن مطمئن شوید و سپس آن را داخل دستگاه قرار دهید. بعد از بست درب سانتریفیوژ نیز بایستی از قفل شدن درب آن اطمینان حاصل کنید. پس از توقف سانتریفیوژ هم درب را باز کنید و لوله‌ها را خیلی آرام بیرون بیاورید تا لایه های مختلف تفکیک شده مجددا با هم مخلوط نشوند.
جمع بندی
با یافتن پاسخ پرسش‌هایی مانند سانتریفیوژ چیست و چه انواعی دارد؟ می‌توان اطلاعات خود را در حوزه علوم آزمایشگاهی تقویت کرد. سانتریفیوژ یکی از حیاتی‌ترین تجهیزات آزمایشگاهی است که با تکنیک نیروی گریز از مرکز باعث جداسازی مواد از یکدیگر می‌شود. این دستگاه در اشکال، ابعاد و قدرت‌های مختلفی ساخته می‌شود که هر کدام از آن‌ها، کارایی مختص به خود را دارند؛ اما در کل، کاربرد سانتریفیوژ همان جدا کردن مواد و ذرات از یکدیگر است. اگر قصد خرید و یا اطلاع از قیمت سانتریفیوژ را دارید، میتوانید به فروشگاه لیان آزما مراجعه کنید.
