تجهیزات سنجش مایعات؛ سانتریفیوژ و رفراکتومتری (۱)

اصول فنی تجهیزات آزمایشگاهی قسمت اول: تجهیزات سنجش مایعات؛ سانتریفیوژ و رفراکتومتری

اصول فنی تجهیزات آزمایشگاهی

قسمت اول

تجهیزات سنجش مایعات؛ سانتریفیوژ و رفراکتومتری

مهندس احسان درخشان‌نیا

Bme.ehsan@gmail.com

 

سانتریفیوژ

سانتریفیوژ- Centrifuge وسیله‌ای است جهت سرعت بخشیدن به جدا شدن ذراتی که وزن‌های متفاوت دارند. اساس و مبنای این جداسازی مبتنی بر اثر نیروی جاذبه زمین است. در این روش جداسازی، ذرات براساس حرکت چرخشی که سانتریفیوژ انجام می‌دهد، شتاب گرفته و تحت نیروی وزنشان ته‌نشین می‌شوند. عمدتاً این ذرات به‌صورت محلول می‌باشند، گرچه امروزه سانتریفیوژ روی ذرات گازی نیز انجام می‌گیرد. به‌طور کلی در عمل سانتریفیوژ، ذرات تحت تأثیر دو نیرو یکی نیروی جاذبه یا وزنشان و دیگری نیروی حاصل از سانتریفیوژ خواهند بود. چون ذرات، کروی می‌باشند، بنابراین آنها مطابق قانون استوک– Stokes’s Law ته‌نشین می‌شوند که سرعت ته‌نشین شدن ذرات برابر است با:

که در رابطه فوق، V، سرعت جداشدن ذرات، ، ویسکوزیته محیط، ، نیرویی که بر ذره اعمال می‌شود، r، شعاع ذرات کروی، ، دانسیته خود ذره و  دانسیته محلول یا محیط می‌باشد که ذرات در آن قرار دارند.

بر اساس این رابطه، هر چه شعاع ذرات بیشتر و دانسیته خود ذرات نیز بیشتر باشد، سرعت جدا شدن ذرات بیشتر خواهد شد، اما در این رابطه، ویسکوزیته محیط رابطه عکس با سرعت جدا شدن ذرات دارد، بنابراین هرچه محیط روان‌تر باشد، یعنی محیط مایع‌تر باشد، باز هم سرعت جدا شدن ذرات بیشتر خواهد شد. در رابطه فوق همان نیرویی است که بر ذره اعمال می‌شود و باعث می‌شود ذره شتابی بگیرد که وابسته به نیروی جاذبه است و مقدار آن برابر است با:

که در این رابطه،  سرعت زاویه‌ای ذرات و  شعاع از مرکز دوران می‌باشد. پس یک حرکت دورانی با سرعت زاویه‌ای بزرگ‌تر یا با مسیر حرکت دایره‌ای بیشتر، دارای مقدار شتاب بزرگ‌تری خواهد بود.

آهنگ (تغییرات برحسب واحد زمان) ته‌نشین شدن ذرات با ضریبی به نام ضریب اسوِدبرگ– Svedberg نمایش داده می‌شود. این ضریب با S نشان داده شده و مقدار آن در میدان حاصل از سانتریفیوژ عبارت است از:

 

همانطورکه در رابطه فوق مشاهده می‌شود، مقدار همان شتاب زاویه‌ای می‌باشد و مقداری ثابت است که دیفرانسیل یا مشتق بر روی آن اثر ندارد، بنابراین این آهنگ ته‌نشین شدن ذرات، براساس فاصله یا شعاع از مرکز دوران تغییر می‌کند.

 

نیروی نسبی گریز از مرکز

نیروی نسبی گریز از مرکز یا RCF (Relative Centrifugal Force) که به شعاع و سرعت دوران بستگی دارد از طریق رابطه زیر محاسبه می‌شود:

RCF = 1.118 × ۱۰ × r × (rpm)2

که در این رابطه:

r، شعاع سانتریفیوژ برحسب میلی‌متر است. لازم به ذکر است که مقدار شعاع، از محور یا مرکز چرخش سانتریفیوژ تا انتهای لوله درون این دستگاه اندازه‌گیری می‌شود.

rpm، سرعت چرخش برحسب دور در دقیقه

۱٫۱۱۸ × ۱۰، مقداری تجربی و قراردادی است.

واحد RCF بر اساس ضریبی از g بیان می‌شود.

برای مثال، اگر شعاع چرخش، ۷/۵ سانتیمتر و سرعت چرخش سانتریفیوژ ۲۵۰۰ rpm باشد، RCF حدود ۵۰۰ g خواهد شد؛ به عبارت بهتر ذرات معلق در محلول، در سرعت ۲۵۰۰ rpm حدود ۵۰۰ بار سریع‌تر از حالت عادی ته‌نشین می‌شوند.

همانطور که مشخص است، رابطه فوق را می‌توان به فرم زیر هم نوشت:

که این رابطه برای تعیین سرعت (rpm) برای RCF معلوم (مثلاً ۲۰۰۰g) کمک‌کننده است.

گاهی RCF تولیدشده دستگاه حتی با حداکثر دور هم کافی نیست، در این موارد با اضافه کردن زمان، جبران می‌کنیم.

RCF را می‌توان به‌وسیله نموگرام نیز تعیین نمود (شکل ۱).

در این حالت با رسم خطی که از شعاع سانتریفیوژ و gیِ مورد انتظار عبور می‌کند و ادامه آن، سرعت به دست می‌آید، به‌عنوان مثال در شکل زیر برای بدست آوردن نیروی ۵۰۰g در سانتریفیوژی که شعاع آن ۷۵ میلی‌متر است، لازم است سرعت روی ۲۵۰۰ دور در دقیقه تنظیم گردد.

اصول فنی تجهیزات آزمایشگاهی قسمت اول: تجهیزات سنجش مایعات؛ سانتریفیوژ و رفراکتومتری

شکل ۱: نموگرام مورد استفاده در تعیین میزان RCF

 

اجزاء سانتریفیوژ

  1. سر سانتریفوژ: شامل ضمائمی مانند فنجانک (Bucket) می‌باشد که محل قرار گرفتن لوله‌های آزمایش است.
  2. مفصل نگهدارنده (Trunion): عضوی است که فنجانک‌ها درون آن قرار می‌گیرند.
  3. موتور: سر سانتریفیوژ بر روی آن قرار گرفته و همزمان با گردش موتور می‌چرخد. موتورهای مورد استفاده یا با برق مستقیم AC و یا با برق DC کار می‌کنند.
  4. کلید (Switch): برای خاموش و روشن کردن دستگاه بکار می‌رود.
  5. زمان‌سنج (Timer): برای تنظیم مدت زمان سانتریفیوژ نمونه استفاده می‌شود و در دو نوع آنالوگ و دیجیتال ساخته شده‌اند.
  6. پتانسیومتر (Potentiometer): برای تنظیم دور موتور و کنترل سرعت چرخش آن استفاده می‌شود. پتانسیومترها در دو نوع آنالوگ و دیجیتال در دسترس می‌باشند.
  7. ترمز: ابزاری است که پس از اتمام مدت زمان سانتریفیوژ و یا در مواقع ضروری جهت توقف حرکت موتور سانتریفیوژ استفاده می‌شود. این وسیله می‌تواند مکانیکی و یا الکترونیکی باشد. در نوع الکترونیکی با تغییر پولاریتی جریان برق موتور موجب توقف آن می‌شود.
  8. سرعت‌سنج: برای نمایش سرعت موتور برحسب rpm
  9. محور چرخان (روتور): انواع مختلف محور چرخان وجود دارد؛ انواع متداول آن زاویه ثابت، شناور، لوله‌های عمودی هستند که شرح آنها به‌قرار زیر است:
  • محور چرخان با زاویه ثابت: کاربری عمومی دارد. در این نوع سانتریفیوژها، لوله‌ها، زاویه ثابت (۲۰ تا ۴۵ درجه) نسبت به محور سانتریفیوژ دارند. کاربرد این سانتریفیوژها عمدتاً در ایجاد سدیمان‍های سلولی (رسوب سلولی) است. زاویه‌دار بودن سبب می‌شود مسیر حرکت ذرات کوتاه‌تر شده و زمان سانتریفیوژ آنها در مقایسه با محور چرخان با سبد شناور کمتر شود.
  • محور چرخان با سبد شناور: این محور چرخان در انجام مطالعات براساس چگالی ذرات (Isopycnic Studies) و مطالعاتی که سرعت حرکت ذرات براساس اندازه آنها است، کاربرد دارد. در این مطالعات تشکیل لایه‌های متعدد در طول لوله مشاهده می‌شود.
  • محور چرخان با لوله‌های عمودی: در این نوع محور در زمان چرخش، لوله‌های نمونه در حالت عمودی قرار دارند. از این نوع محورهای چرخان برای مطالعات براساس چگالی ذرات و وقتی‌که زمان کوتاه سانتریفیوژ شدن عامل مهمی در تشکیل لایه‌ها است، استفاده می‌شود.
  • محور چرخان با لوله‌های تقریباً عمودی: این نوع محورهای چرخان برای جداسازی نمونه‌هایی که در آنها ته‌نشینی ذرات براساس چگالی یا اندازه نیست، طراحی شده‌‍‌اند. زاویه کوچک در این نوع محورها زمان سانتریفیوژ شدن را در مقایسه با محور چرخان با زاویه ثابت کم می‌کند.

 

انواع سانتریفیوژها

تقسیم‌بندی انواع سانتریفیوژها براساس تعداد دور در دقیقه و همچنین نحوه قرار گرفتن محور سانتریفیوژ تا محور دوران می‌باشد. به‌طور کلی و بر این اساس سانتریفیوژها به دو دسته تقسیم خواهند شد:

سانتریفیوژ افقی: در این نوع سانتریفیوژ، لوله آزمایش، موازی شعاع مرکز دوران می‌باشد، درواقع این نوع سانتریفیوژ، زاویه‌دار نیست و هنگام جداسازی، رسوب ته‌نشین‌شده موازی با محور خود سانتریفیوژ است (شکل ۲).

اصول فنی تجهیزات آزمایشگاهی قسمت اول: تجهیزات سنجش مایعات؛ سانتریفیوژ و رفراکتومتری

شکل ۲: روتور یک نمونه سانتریفیوژ افقی

 

سانتریفیوژ با زاویه ثابت–Fixed angle : در این نوع سانتریفیوژ، معمولاً زاویه چرخش نسبت به سطح عمود ۲۵ یا ۴۵ درجه است و تحت این شرایط، سانتریفیوژ عمل جداسازی را انجام می‌دهد و ذرات تحت تأثیر دو نیروی وزن خود و همچنین نیروی جانب مرکز سانتریفیوژ جدا می‌شوند که اغلب این نوع رسوب ناپایدار است (شکل ۳). بعضی اوقات این نوع سانتریفیوژ ممکن است دورهای بسیار بالایی را داشته باشد و در این صورت، به آن، سانتریفیوژ با سرعت بالا یا اولتراسانتریفیوژ گویند. اولتراسانتریفوژ می‌تواند سرعتی در حدود ۱۰۰۰۰۰ دور در دقیقه داشته باشد که از آن در کارهای دقیق‌تر و تحقیقاتی و پژوهشی از جمله جدا نمودن اسیدهای آمینه مختلف یک ترکیب پروتئینی و یا عناصر ساختمانی سلول (ساختمان مولکولی سلول) و همچنین در جداسازی و تفکیک انواع مختلف لیپوپروتئین‌های سرم از یکدیگر استفاده می‌شود (شکل ۴). از دیدگاهی دیگر، تقسیم‌بندی سانتریفیوژها برحسب سرعت تعداد دوران آنهاست، یعنی سانتریفیوژهای با دور پایین ۲۰۰۰ تا ۸۰۰۰، سانتریفوژهای با دور بالا ۲۱۰۰۰ تا ۳۰۰۰۰ و اولتراسانتریفیوژها با دور ۷۵۰۰۰ تا ۱۲۰۰۰۰٫ امکانات اولتراسانتریفیوژها از دو دستگاه دیگر بیشتر است، تمامی مدل‌های اولتراسانتریفیوژ، دارای یخچال سیستم خلأ و شتاب‌دهنده هستند.

اصول فنی تجهیزات آزمایشگاهی قسمت اول: تجهیزات سنجش مایعات؛ سانتریفیوژ و رفراکتومتری

شکل ۳: نمونه‌ای از روتور سانتریفیوژ Fixed angle

اصول فنی تجهیزات آزمایشگاهی قسمت اول: تجهیزات سنجش مایعات؛ سانتریفیوژ و رفراکتومتری

شکل ۴: نمونه‌ای از سانتریفیوژ با سرعت بالا یا اولتراسانتریفیوژ

 

در طی سانتریفیوژ به علت حرکت موتور دستگاه، حرارت تولید می‌شود و به ازای هر ۱۰ دقیقه سانتریفیوژ، دمای داخل آن تا ۵ درجه سانتی‌گراد بالا می‌رود. ایجاد حرارت بستگی به تعداد دور در دقیقه (rpm)، زمان چرخش و طرح روتور یا قسمت چرخنده دارد. این افزایش حرارت باعث همولیز و تبخیر نمونه یا محلول‌ها می‌شود. برای سانتریفیوژ کردن موادی که نسبت به افزایش دما حساس هستند توصیه می‌شود از سانتریفیوژهای یخچال‌دار استفاده گردد. سانتریفیوژهای یخچال‌دار که دارای سرعتی بین ۶۰۰۰ تا ۲۰۰۰۰ دور در دقیقه هستند بیشتر برای جداسازی موادی به کار می‌روند که نسبت به حرارت حساس هستند.

در یک تقسیم‌بندی دیگر، می‌توان به برخی از سانتریفیوژهایی که در آزمایشگاه‌ها موجودند اشاره کرد:

 

۱: 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 موردنظر 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 و اسلاید قرار می‌گیرد (شکل ۵).

اصول فنی تجهیزات آزمایشگاهی قسمت اول: تجهیزات سنجش مایعات؛ سانتریفیوژ و رفراکتومتری

شکل ۵: سانتریفیوژ سایتولوژی

 

۲: سانتریفیوژ میکروهماتوکریت

این سانتریفیوژها (شکل ۶) که برای تعیین میزان هماتوکریت خون استفاده می‌شوند دارای روتوری می‌باشند که لوله‌های حاوی نمونه به‌صورت افقی روی آن قرار می‌گیرند (شکل ۷). بعد از انجام سانتریفیوژ با استفاده از یک صفحه درجه‌بندی‌شده، مقدار هماتوکریت بدست می‌آید. براساس استانداردهای NCCLS (سازمان استانداردهای آزمایشگاه)، RCF سانتریفیوژ میکروهماتوکریت حداقل ۱۰۰۰۰g و زمان سانتریفیوژ ۳ تا ۵ دقیقه است. این دستگاه‌ها دارای سرعت بالایی تا حدود ۲۰۰۰۰ دور در دقیقه می‌باشند.

اصول فنی تجهیزات آزمایشگاهی قسمت اول: تجهیزات سنجش مایعات؛ سانتریفیوژ و رفراکتومتری

شکل ۶: سانتریفیوژ میکروهماتوکریت

 

اصول فنی تجهیزات آزمایشگاهی قسمت اول: تجهیزات سنجش مایعات؛ سانتریفیوژ و رفراکتومتری

شکل ۷: روتور سانتریفیوژ میکروهماتوکریت

 

۳: میکروسانتریفیوژها

از این نوع سانتریفیوژها برای نمونه‌های با حجم کم (غالباً کمتر از ۱٫۵ml) مانند نمونه‌های گرفته‌شده از اطفال استفاده می‌شود. میکروسانتریفیوژها (شکل ۸) در مدل‌های با دور بالا و پایین ساخته می‌شوند. در دور پایین حداکثر سرعت ۱۳۰۰۰ دور در دقیقه بوده و برای خون و سایر محصولات خونی کاربرد دارد. در مدل‌های با دور بالا حداکثر سرعت به ۲۸۰۰۰ دور در دقیقه نیز می‌رسد و برای جمع‌آوری سلول‌ها و میکروارگانیسم‌ها و بررسی ارگانل‌های سلولی کاربرد دارند.

اصول فنی تجهیزات آزمایشگاهی قسمت اول: تجهیزات سنجش مایعات؛ سانتریفیوژ و رفراکتومتری

شکل ۸: نمونه‌ای از یک میکروسانتریفیوژ

 

۴: سانتریفیوژهای شستشو دهنده سلول

از این نوع سانتریفیوژ جهت شستشو، دکانته کردن، مخلوط کردن و شستشوی مجدد یاخته‌های قرمز خون قبل از آزمایش‌های متعددی چون Antiglobulin استفاده می‌شود (شکل ۹).

اصول فنی تجهیزات آزمایشگاهی قسمت اول: تجهیزات سنجش مایعات؛ سانتریفیوژ و رفراکتومتری

شکل ۹: سانتریفیوژهای شستشو دهنده سلول

 

کار با سانتریفیوژ

روش کار این دستگاه به‌صورت زیر است:

  1. لوله‌ای که برای گذاشتن در سانتریفیوژ استفاده می‌کنید باید تحمل RCF موردنظر را داشته باشد. لوله‌های سانتریفیوژ لوله‌های باریک و مخروطی شکلی هستند که اندازه‌های متفاوتی دارند و از شیشه یا پلاستیک ساخته شده‌اند. ظرفیت آنها از ده‌ها میلی‌متر تا ظرفیت‌های بسیار کمتر برای میکروسانتریفیوژهای مورد استفاده در آزمایشگاه‌های بیولوژی مولکولی تغییر می‌کند. رایج‌ترین لوله‌ها از نظر شکل و اندازه، مشابه یک لوله تست معمولی (با طول تقریباً ۱۰ سانتیمتر) هستند. میکروسانتیریفیوژها معمولاً لوله‌های میکروسانتریفیوژ با ظرفیت‌های بین ۲۵۰ میکرولیتر تا ۲ میلی‌لیتر را قبول می‌کنند که اغلب از پلاستیک ساخته شده‌اند. لوله‌های سانتریفیوژ ساخته‌شده از شیشه می‌توانند با اغلب حلال‌ها استفاده شوند اما گران‌تر هستند. آن‌ها را می‌توان مانند دیگر وسایل شیشه‌ای آزمایشگاه تمیز و با اتوکلاو، استریل کرد. لوله‌های سانتریفیوژ پلاستیکی به‌ویژه لوله‌های میکروسانتریفیوژ قیمت کمتری دارند. تمیز کردن کامل آن‌ها مشکل است و معمولاً قیمت آن‌ها آن‌قدر کم است که بتوان آن‌ها را یک بار مصرف در نظر گرفت.
  2. ابتدا لوله‌ها را از نظر ترک یا شکستگی چک کنید. از سانتریفیوژ کردن این قبیل لوله‌ها خودداری کنید.
  3. لوله‌ها را به‌صورت برابر و متقارن در سانتریفیوژ قرار دهید؛ به‌طوریکه با هم بالانس باشند. در صورت عدم تعادل، محور چرخان باعث ارتعاش، سایش سانتریفیوژ و شکستن لوله‌ها می‌شود (می‌توان از پر کردن لوله با آب جهت تعادل طرف مقابل استفاده کرد). اگر در موقع سانتریفیوژ، بالانس رعایت نشود، لرزش یا Vibration رسوب را بهم می‌زند. لرزش زیاد، لوله‌های سانتریفیوژ را می‌شکند. در اثر شکستن لوله در دستگاه، با هر چرخش موتور، آلودگی پخش می‌شود.
  4. در سانتریفیوژ را محکم ببندید و کلید روشن/ خاموش را بزنید. مطمئن شوید که در قفل شده است.
  5. تایمر را در زمان موردنظر تنظیم کنید و دور را به‌آرامی بچرخانید تا به‌سرعت موردنظر برسد.
  6. بعد از توقف کامل سانتریفیوژ، در دستگاه را باز کرده و لوله‌ها را به‌آرامی بیرون بیاورید.

 

کاربردهای سانتریفیوژ

برخی از کاربردهای سانتریفیوژ و اولتراسانتریفیوژ در علوم پزشکی و بیولوژی به‌طور خلاصه شامل مواردی است که برخی از آنها در ذیل آورده شده است:

  • با استفاده از اولتراسانتریفیوژ می‌توان سلول‌ها، رسوب‌ها، ارگانل‌های سلولی، قطعات غشایی، ریبوزوم و پلی‌‍‌‌‌زوم و ماکروملکول‌ها را جداسازی کرد، اما در سانتریفیوژ با دور بالا و معمولی این امکانات تا حد زیادی محدود شده است، به‌طوری‌که با سانتریفیوژ معمولی می‌توان فقط سلول‌ها را جدا کرد و تنها برخی مدل‌های سانتریفیوژ با دور بالا توانایی جداسازی رسوب‌ها، ارگانل‌ها، قطعات غشایی، ریبوزوم و پلی‌زوم و ماکروملکول‌ها را دارا می‌باشند.
  • در بیوشیمی، جهت جدا نمودن پروتئین‌ها از مواد مورد اندازه‌گیری و نیز در آزمایش‌هایی چون اسید اوریک و کراتینین می‌توان از سانتریفیوژ استفاده نمود.
  • در بررسی مطالعات داخل سلولی مثل سنتز پروتئین و کلیه فرآیندهای سوخت‌وساز یا متابولیسم، در مطالعه جریان‌های سلولی مثل سنتز پروتئین یا مثلاً حرکت RNA از هسته به سیتوپلاسم و بررسی انواع گیرنده‌های هورمونی، در واکنش‌های سلول با سلول و همچنین در علوم تغذیه و بررسی انواع عفونت‌ها از سانتریفیوژ استفاده می‌شود.
  • همچنین در بررسی چگونگی تبدیل شدن سلول‌ها به سلول‌های سرطانی و جهت جداسازی آنتی‌بادی‌ها مثل ایمنوگلوبین و همچنین دیگر هورمون‌ها، جهت بررسی مؤلفه‌هایی مثل لکوسیت‌ها، بررسی سلول‌های سفید و قرمز در خون و جهت تجزیه و تحلیل برخی مؤلفه‌های پاتولوژیکی نیز از سانتریفیوژها استفاده می‌شود. در پایان، از مزایای روش سانتریفیوژ، کنترل محیط، یکدست بودن و مشخص بودن نمونه و اقتصادی بودن آن را می‌توان نام برد، همچنین تغییرات ناگهانی شرایط محیط و دشوار بودن کنترل آنها را نیز می‌توان از معایب آن دانست.

 

نکات مهم در استفاده از سانتریفیوژ

رعایت نکات زیر تأثیر بسزایی در افزایش عملکرد دستگاه و ایمنی پرسنل دارد. این نکات عبارتند از:

  1. تمیز نگه داشتن و ضدعفونی مرتب محفظه داخل دستگاه در کاهش انتشار آلودگی‌ها نقش بسیار مهمی دارد.
  2. محل قرار گرفتن دستگاه باید صاف و کاملاً افقی باشد.
  3. در کار روزانه نباید سانتریفیوژ را با درب باز به کار انداخت.
  4. سانتریفیوژ را باید در محلی محکم و بدون لرزش قرار داد.
  5. استفاده از لوله‌های مناسب و توصیه‌شده توسط سازنده
  6. رعایت توازن لوله‌ها و حجم نمونه‌ها به‌طوری‌که وزن لوله‌های حاوی نمونه که مقابل هم قرار می‌گیرند بیش از یک درصد تفاوت نداشته باشند. وزن مجموع لوله‌های حاوی نمونه نیز نباید از وزن تعیین‌شده برای سرعت خاص تجاوز نماید.
  7. اگر دستگاه دارای سیم اتصال به زمین است برای پیش‌گیری از خطر برق‌گرفتگی آن را به سیستم اتصال زمین آزمایشگاه و یا حداقل به لوله فلزی آب سرد وصل کنید.
  8. هرگز از لوله‌های دارای ترک و یا خوردگی استفاده نشود.
  9. بعد از شکستن یا ریختن نمونه در سانتریفیوژ، فوراً آن را خاموش کنید، پنجره‌ها را باز کرده و به مدت ۱۵ دقیقه اتاق را ترک کنید تا آئروسل‌های (مخلوطی از ذرات بسیار ریز مایع یا جامد معلق در هوا) بزرگ ته‌نشین و با هوا رقیق شوند و سپس با ماسک و دستکش و با ماده ضدعفونی مناسب آن را تمیز و ضدعفونی کنید.
  10. بعد از استفاده جالوله‌ای‌ها شسته و خشک شوند.
  11. در صورت شنیدن صدای ناهنجار یا لرزش غیرعادی فوراً سانتریفیوژ را خاموش کنید.
  12. تعویض به‌موقع ذغال موتور و روغن‌کاری آن موجب افزایش عمر مفید دستگاه می‌شود.
  13. بستن درب لوله‌های حاوی خون قبل از سانتریفیوژ جهت جلوگیری از پخش آئروسل در محیط
  14. عدم استفاده از اپلیکاتورهای چوبی جهت خارج کردن لخته به علت افزایش احتمال همولیز نمونه
  15. از افزایش و یا کاهش ناگهانی سرعت دستگاه هنگام کار اجتناب شود.

 

نگهداری معمول

نگهداری معمولی سانتریفیوژ به عوامل متعددی مانند تکنولوژی بکاررفته، میزان استفاده، آموزش، کیفیت جریان برق مصرفی و شرایط محیطی بستگی دارد. موارد زیر شامل نگهداری معمول برای استفاده مطلوب و صحیح کارکردن با سانتریفیوژ است. تعمیرات معمولی و یا تخصصی برای هر بدنه و مدل براساس توصیه‌های سازنده می‌باشد. همیشه بدنه سانتریفیوژی که برای جداسازی نمونه‌های بالینی و عفونی استفاده می‌شود، را داخل سبدهای نگهدارنده بگذارید و محور را پیش از هرگونه سرویس، ضدعفونی نمایید.

ضمن اینکه لازم است به‌منظور پیشگیری از نوسانات جریان الکتریکی، دستگاه به سیستم تثبیت‌کننده جریان برق متصل باشد.

 

مدیریت مناسب و توصیه‌های نگهداری

  • محورهای چرخان
  1. تاریخ خریداری هر محور چرخان شامل اطلاعات لازم مانند سریال و شماره مدل را ثبت نمایید.
  2. دفترچه راهنمای سانتریفیوژ، وسایل جانبی و لوله‌ها را پیش از استفاده به‌طور کامل بخوانید.
  3. این محورهای چرخان را فقط در سانتریفیوژهایی استفاده‌کنیدکه برای آن طراحی شدند.
  4. ویژگی و شرایط هر محور چرخان را در دفتر خاص سانتریفیوژ ثبت نمایید تا زمان جایگزینی آنها مشخص شود.
  5. از توصیه‌های لازم سازنده برای حداکثر سرعت و غلظت نمونه‌ها استفاده نمایید. هر محور چرخان برای کار مشخصی طراحی شده است و این توصیه‌ها باید حتماً بکار گرفته شوند.
  6. هنگام کار با محلول‌های غلیظ در لوله‌های استیل یا پلاستیک که توسط سازنده تهیه شده‌اند، از سرعت بالا استفاده نکنید.
  7. اگر اکثراً با محلول نمکی (Saline) کار می‌کنید، از محورهای چرخان تیتانیم (Titanium) استفاده نمایید.
  8. از پوشش محور چرخان محافظت کرده و از محلول‌های تمیزکننده قلیایی و یا محلول‌های حل‌کننده این پوشش استفاده نکنید. جنس محورهای چرخان معمولاً از آلومینیوم است و با پوشش آندی آلومینیوم پوشیده شده‌اند که از ساختار فلزی آنها محافظت می‌کند.
  9. برای تمیز کردن محور چرخان از برس‌های پلاستیکی استفاده نمایید. برس‌های فلزی روی پوشش محافظ خراش ایجاد می‌کنند و سبب فرسودگی آنها در طول زمان می‌شوند. همچنین فرسودگی و خوردگی با توجه به شرایط محیطی می‌تواند تسریع شده و سبب تقلیل مدت زمان استفاده از محور چرخان گردد.
  10. اگر قطراتی از مواد خورنده روی محور ریخته است، سریعاً آن را پاک نمایید.
  11. پس از اینکه محور چرخان سانتریفیوژ با آب شسته شد، با هوای پرفشار خشک نمایید.
  12. محور چرخان با لوله‌های عمودی یا تقریباً عمودی را به روشی که سطح بزرگ آنها رو به پایین و بدون در باشد، نگهداری کنید.
  13. محور چرخان را در یک محل خشک نگهداری کنید و آن‌ها را به‌طور دائم در سانتریفیوژ نگذارید.
  14. سبدهای شناور محور چرخان را بدون روکش نگهداری نمایید.
  15. فنر و واشرها را با توجه به توصیه‌های سازنده روغن‌کاری کنید.
  16. به توصیه‌های مربوط به مدت زمان ضمانت و استفاده از انواع مختلف محورهای چرخان توجه کنید.
  17. از محورهای چرخان کهنه استفاده نکنید.

 

  • لوله‌ها

مواظبت از لوله‌ها شامل پرکردن لوله‌ها، انتخاب دمای مناسب و محدوده سرعت سانتریفیوژ و همچنین شستن و استریل بودن آنها است. توصیه‌های اصولی شامل نکته‌های زیر است:

  1. لوله‌ها، آداپتور و دیگر لوازم جانبی را با استفاده از محلول تمیز‌کننده در آب و برس‌های نرم غیرفلزی بشویید. از دستگاه شستشوی خودکار برای این منظور استفاده نکنید.
  2. از استون و یا الکل برای شستشوی لوله‌ها استفاده نکنید. سازندگان، محلول‌های خاصی را برای هر نوع لوله سانتریفیوژ توصیه می‌کنند.
  3. از خشک‌کردن لوله‌ها در فور خودداری کنید. همیشه از بخار هوای داغ برای این منظور استفاده کنید.
  4. از یکبار مصرف نبودن لوله‌ها اطمینان حاصل نمایید. اگر آنها برای یکبار مصرف ساخته شده‌اند، دوباره از آنها استفاده ننمایید.
  5. برای استریل نمودن، نوع مواد سازنده لوله‌های آزمایش را بشناسید؛ چون تمام لوله‌ها نمی‌توانند گرمای مراحل استریلیزاسیون را تحمل کنند. لوله‌های شیشه‌ای معمولاً با فشار در دمای ۱۲۱ درجه سانتی‌گراد به مدت ۳۰ دقیقه استریل می‌شوند.
  6. لوله‌ها و شیشه‌ها را در محل تاریک، خشک و دور از بخارات مواد شیمیایی و یا اشعه ماورای بنفش نگهداری کنید
  7. میزان پر بودن و بسته بودن درِ لوله‌های شیشه‌ای را برای جلوگیری از سقوط آنها داخل محور چرخان هنگام چرخیدن تعیین کنید. برای این منظور به توصیه‌های سازنده توجه کنید.

 

نگهداری پیشگیرانه (Privative Maintenance)

نگهداری پیشگیرانه به مجموعه اقداماتی گفته می‌شود که با رعایت آنها عملکرد دستگاه بهتر، استهلاک آن کمتر و عمر مفید دستگاه افزایش می‌یابد. این اقدامات عبارتند از:

 

  • اقدامات نگهداری ماهیانه:
  1. تمیز کردن قطعات دستگاه از گرد و غبار و ذرات لوله‌های آزمایش شکسته
  2. تمیز کردن بدنه دستگاه توسط مواد پاک‌کننده ملایم
  3. کنترل کردن وضعیت روتور (rotor) دستگاه از نظر روغن‌کاری و سالم بودن ضربه‌گیرهای آن
  4. کنترل وضعیت قفل درب دستگاه و اطمینان از صحت عملکرد آن
  5. کنترل وضعیت درزها و واشرها از نظر آب‌بندی
  6. اگر سانتریفیوژ یخچال‌دار است با استفاده از دماسنج‌های الکترونیک با دقت نیم درجه، دمای آن کنترل شود. نباید اختلاف دما بیش از ۲± درجه سانتی‌گراد باشد.

 

  • اقدامات نگهداری شش ماهه
  1. بررسی وضعیت ذغال های موتور و تعویض آنها در صورت خوردگی و یا کوتاه شدن
  2. کنترل درستی عملکرد زمان‌سنج دستگاه با استفاده از زمان‌سنج‌های الکترونیک کالیبره

 

  • اقدامات نگهداری سالیانه
  1. تمیز کردن بردهای الکترونیکی دستگاه و نصب صحیح آنها در مکان خود
  2. آزمایش درستی عملکرد قطعات کنترلی دستگاه مانند سرعت‌سنج، دماسنج، نشانگرهای آلارم و نمایشگر دستگاه
  3. بررسی استانداردهای الکتریکی دستگاه توسط ابزارهای تحلیل‌گر ایمنی الکتریکی و تست مقاومت اتصال به زمین

 

کنترل کیفیت سانتریفیوژ

کنترل کیفیت سانتریفیوژ به‌منظور اطمینان از عملکرد صحیح قطعات دستگاه (سرعت موتور، زمان‌سنج و دما) در دوره زمانی مشخص انجام می‌شود و شامل مراحل زیر است:

۱: سرعت سانتریفیوژ: ابزار سنجش سرعت سانتریفیوژ، تاکومتر (Tachometer) است. سرعت سانتریفیوژ باید حداقل هر ۳ ماه یک بار (۴ بار در سال) بررسی شده و میزان سرعت اندازه‌گیری شده نباید بیش از ۵ درصد با سرعت مورد انتظار (سرعت انتخابی هنگام کار با سانتریفیوژ) تفاوت داشته باشد.

 

روش کار با تاکومتر برای سنجش سرعت سانتریفیوژ

  • قفل سانتریفیوژ را در حالتی قرار دهید که در حال باز بودن درب دستگاه، چرخش انجام شود.
  • کاغذ مخصوص همراه تاکومتر را نزدیک مرکز محور سانتریفیوژ (نه در روی مرکز محور) قرار دهید، این کار باعث می‌شود در هر بار چرخش، نور یکبار از کاغذ مخصوص، به تاکومتر بازتابیده شود.
  • سانتریفیوژ را با دور موردنظر تنظیم نموده و روشن کنید.
  • تاکومتر را در فاصله مناسب نسبت به کاغذ نشاندار نگه داشته و آن را روشن کنید.
  • هنگامی که عدد نمایش داده شده روی تاکومتر ثابت ماند، آن را یادداشت نموده و با سرعت انتخاب شده اولیه مقایسه کنید (شکل ۱۰).

اصول فنی تجهیزات آزمایشگاهی قسمت اول: تجهیزات سنجش مایعات؛ سانتریفیوژ و رفراکتومتری

شکل ۱۰: تاکومتر

جدول ۱، جدولی پیشنهادی جهت یادداشت، بررسی و کنترل مواردی است که به آنها اشاره شد.

 

جدول ۱: جدول پیشنهادی جهت بررسی و کنترل سرعت سانتریفیوژ

تاریخ (۴ بار در سال) ۳ ماه اول ۳ ماه دوم ۳ ماه سوم ۳ ماه چهارم
دور تنظیم‌شده (rpm)        
دور با تاکومتر (rpm)        
درصد اختلاف        

 

۲: زمان‌سنج سانتریفیوژ: بهتر است زمان‌سنج حداقل هر شش ماه یک بار در مقابل زمان‌سنج کالیبره مورد بررسی قرار گیرد. برای این امر زمان‌سنج را در زمان‌های مختلف تنظیم و با کرونومتر مقایسه کنید. اعداد حاصله نباید بیش از ۵ درصد با زمان تنظیم شده تفاوت داشته باشد.

 

جدول ۲، جدولی پیشنهادی جهت یادداشت، بررسی و کنترل مواردی است که به آنها اشاره شد.

 

جدول ۲: جدول پیشنهادی جهت بررسی و کنترل زمان سانتریفیوژ

تاریخ (۲ بار در سال) ۶ ماه اول سال ۶ ماه دوم سال
ردیف کرونومتر کالیبره زمان‌سنج سانتریفیوژ کرونومتر کالیبره زمان‌سنج سانتریفیوژ
زمان ۱        
زمان ۲        
زمان ۳        
زمان ۴        
زمان ۵        
میانگین        
درصد اختلاف        

 

۳: کنترل دما یا حرارت: برای کنترل دما، می‌توان در لوله آزمایش، آب مقطر ریخته و دمای آن را تعیین کنیم. سپس لوله را در سانتریفیوژ قرار داده و دستگاه را با دور مشخص روشن کنیم. پس از مدت مقرر، دمای آبِ داخل لوله را مجدداً اندازه‌گیری کنیم. همانطور که پیش‌تر هم گفته شد هنگامی که اندازه‌گیری کمیتی موردنظر است که به دما حساس می‌باشد بهتر است از سانتریفیوژ یخچال‌دار استفاده شود. دمای این سانتریفیوژها می‌بایست هر ماه بررسی شده و میزان دمای اندازه‌گیری شده نباید بیش از ۲ درجه سانتی‌گراد با دمای مورد انتظار تفاوت داشته باشد. البته در برخی از استانداردها نیز گفته شده که در سانتریفیوژ معمولی تا ۵ درجه سانتی‌گراد افزایش دما قابل قبول می‌باشد. (اندازه‌گیری ۱۲ بار در سال).

جدول ۳، جدولی پیشنهادی جهت یادداشت، بررسی و کنترل مواردی است که به آنها اشاره شد.

 

جدول ۳: جدول پیشنهادی جهت بررسی و کنترل دمای سانتریفیوژ

ماه ۱ ۲ ۳ ۴ ۵ ۶ ۷ ۸ ۹ ۱۰ ۱۱ ۱۲
دما قبل از سانتریفیوژ نمودن                        
دما بعد از سانتریفیوژ نمودن                        
اختلاف دما                        

 

کنترل کیفیت سانتریفیوژ میکروهماتوکریت

دو نمونه خون تازه حاوی ضد انعقاد EDTA دی‌پتاسیک که به‌خوبی مخلوط شده‌اند را به‌صورت دوتایی به روش زیر سانتریفیوژ می‌کنیم:

ابتدا نمونه‌ها به مدت دو دقیقه سانتریفیوژ شده و مقادیر آنها ثبت می‌گردد. سپس در هر مرحله ۳۰ ثانیه به زمان انجام سانتریفیوژ اضافه می‌کنیم تا زمانی که میزان دو هماتوکریت اندازه‌گیری شده بدون تغییر باقی بماند. این زمان، به‌عنوان حداقل زمان لازم جهت متراکم شدن گلبول‌های قرمز در نظر گرفته می‌شود. این آزمایش بهتر است حداقل با یک نمونه دارای هماتوکریت ۰/۵ (۵۰%) یا بیشتر نیز انجام شود.

در جدول به‌طور نمونه مثالی ذکر گردیده است:

PCV TIME
Sample 2 Sample 1
۰/۵۹ ۰/۴ ۲
۰/۵۸ ۰/۳۹ ۲/۵
۰/۵۷ ۰/۳۸ ۳
۰/۵۶ ۰/۳۸ ۳/۵
۰/۵۵ ۴
۰/۵۵ ۴/۵

 

داده‌های موجود در جدول بالا نشان می‌دهند زمان لازم جهت متراکم شدن گلبول‌های قرمز برای دستگاه میکروهماتوکریت مورد آزمایش، در نمونه‌ای با میزان هماتوکریت کمتر از ۰/۵، ۳/۵ دقیقه و برای نمونه‌ای با مقدار هماتوکریت بیشتر از ۰/۵، ۴/۵ دقیقه می‌باشد. این امر پس از خرید و قبل از شروع به کار دستگاه و حداقل هر ۶ ماه یکبار باید انجام شود.

درصورتی‌که ارزیابی عملکرد دستگاه میکروهماتوکریت به‌صورت مستقیم امکان‌پذیر نباشد، از روش توصیه‌شده سازمان بهداشت جهانی می‌توان جهت بررسی توان دستگاه به روش زیر استفاده نمود:

چند نمونه خون با هماتوکریت کمتر از ۰/۵ و حاوی ضد انعقاد EDTA دی پتاسیک (۱/۵میلی‌گرم برای هر میلی‌لیتر) را پس از حدود بیست بار سروته نمودن به‌صورت دوتایی به مدت سه، پنج، هفت، نُه و یازده دقیقه سانتریفیوژ کرده و نتایج ثبت می‌گردد. در صورت مناسب بودن توان دستگاه (g) نتایج حاصله از دقیقه ۵ به بعد باید بدون تغییر باقی بماند.

در روش سوم به‌صورت زیر عمل می‌کنیم:

  1. نمونه انتخاب‌شده را توسط شیکر هماتولوژی به‌خوبی مخلوط نمایید.
  2. توسط لوله‌های میکروهماتوکریت خون بیمار را کشیده به‌طوری‌که تقریباً یک سانتی‌متر از بالای لوله خالی بماند.
  3. انتهای لوله را به کمک خمیر هماتوکریت مسدود نمایید.
  4. لوله‌ها را در داخل شیارهای موجود در دستگاه گذاشته و بعد درپوش فلزی دستگاه را روی آن ببندید و درب آن را ببندید.
  5. عقربه تایمر را روی ‘٨ (هشت دقیقه) گذاشته که بعد از اتمام این مدت، دستگاه خودبه‌خود خاموش می‌شود.
  6. لوله‌های میکروهماتوریک را یکی‌یکی برداشته روی خط‌کش برده و می‌خوانیم.
  7. لوله میکروهماتوکریت را روی خط‌کش گذاشته خط مابین خمیر و خون را روی صفر گذاشته و تا خط مابین پلاسما و خون را یادداشت کنید. دوباره از خط صفر تا انتهای پلاسما را نیز اندازه بگیرید، عدد دوم را تقسیم بر عدد اول کرده، عدد به دست آمده مقدار هماتوکریت است.

لازم به ذکر است در صورت وجود هرگونه اختلال در موارد ذکرشده در بالا، تماس با شرکت پشتیبان ضروری می‌باشد.

 

مشکلات گزارش‌شده

مهم است که سرعت را کالیبره کرد و مدت زمان سیکل‌های سانتریفیوژ را مانیتور کرد. در سانتریفیوژهای شستشوی سلول باید ترمز کردن اتوماتیک چک شود تا اطمینان حاصل شود که در زمان مشخص‌شده اتفاق می‌افتد، به‌نحوی‌که شستن متوالی، خالی کردن و اضافه کردن معرف با ترتیب نادرست انجام نشوند. سیکل خالی کردن باید کنترل شود تا از ماکزیمم خروج مایع، بدون از دست رفتن سلول‌ها اطمینان حاصل شود.

به خاطر این‌که سانتریفیوژها به‌صورت دائم استفاده می‌شوند و به خاطر خطرات احتمالی مربوط به استفاده از آن‌ها، اغلب تولیدکنندگان توصیه می‌کنند که حتماً نگهداری‌های پیشگیرانه به‌صورت مداوم انجام شوند. جریان نشتی، مقاومت زمین و سیستم‌های قفل ایمنی روی سرپوش‌ها و سایر موارد باید دائماً کنترل شوند.

سانتریفیوژها، جریان زیادی را مصرف می‌کنند که منجر به ایجاد نویز الکتریکی گذرا روی خطوط برق می‌شوند. تحت این شرایط ابزارهای تحلیلی مانند اسپکتروفتومترها، آنالایزرهای شیمی بالینی یا آنالایزرهای هماتولوژی ممکن است درست عمل نکنند، بنابراین سانتریفیوژها باید فقط به مداراتی که برای دستگاه‌های غیرتحلیلی اختصاص داده شده‌اند، متصل شوند.

روتورهای سانتریفیوژها به‌صورت خاص به زوال ناشی از ایجاد مواد خارجی حساس هستند و باید به‌صورت منظم بازرسی و تمیز شوند. روتورها باید به‌صورت پریودیک تعویض شوند. در غیر این صورت ممکن است از کار بیفتند و شاید منجر به خرابی سانتریفیوژ شوند. روتورها باید به‌صورت مناسب روی سانتریفیوژ نصب شوند زیرا لق خوردن موجب سائیدگی زیاد اجزای موتور می‌شود. اگر روتور محکم بسته نشده باشد ممکن است در سرعت‌های خیلی زیاد از جا دربیاید.

مواد شیمیایی خورنده‌ای که در برخی از مایعات تمیزکننده یافت می‌شود می‌تواند موجب سوراخ سوراخ شدن سطح روتور شود، بنابراین تنها مواد تعیین‌شده توسط سازنده باید برای تمیز کردن و نگهداری روتور استفاده شود. فرکانس نگهداری پیشگیرانه برای اجزای مختلف سیستم متفاوت است.

(Emergency Care Research Institute)-ECRI، گزارشی از یک حالت دریافت کرده است که در آن تیوب یک سانتریفیوژ در حین استفاده، شکسته و محصولات خونی و شیشه از زیر سرپوش به سینه یک تکنولوژیست پزشکی پاشیده و وی را در معرض عفونت و جراحت قرار داده است. شکستن تیوب می‌تواند در سانتریفیوژ به خاطر عدم تنظیم روتور، تیوب‌های قدیمی یا معیوب یا استفاده ناصحیح رخ دهد. ECRI توصیه می‌کند که از سانتریفیوژهای با قفل (interlock) و یا چفت ایمنی سرپوش استفاده شود که زمانی که سرپوش باز می‌شود موتور را خاموش می‌کنند یا تا زمانی که روتور در حال چرخش است و متوقف نشده، سرپوش را بسته نگه می‌دارند.

اپراتورها باید بدانند که لرزش‌‌های زیاد در سرعت‌های بالای خاصی برای هر دستگاه اتفاق می‌افتند. این شرایط دینامیکی که به‌عنوان رزونانس شناخته می‌شود، با ترکیبی از لرزش‌های مکانیکی اجزای در حال حرکت ایجاد می‌شود. سانتریفیوژها باید در سرعت‌های کمی بالاتر یا کمی پائین‌تر از سرعت رزونانس آن‌ها استفاده شوند تا از فرسایش شدید آن‌ها جلوگیری شود.

اپراتورها باید همیشه در زمان انجام سانتریفیوژ و دیگر اعمالی که امکان در معرض قرار گرفتن پاشیدگی خون و دیگر مایعات بدن، در آن‌ها هست، احتیاط‌های کلی را انجام دهند. این احتیاط‌ها شامل پوشیدن دستکش‌های یک بار مصرف، پوشش محافظتی صورت، گان یا لباس‌های آزمایشگاهی است.

 

جداول مشکل‌یابی

در جدول‌های مشکل‌یابی، به شرح مشکلات احتمالی سانتریفیوژ، علت وقوع آن‌ها و چگونگی رفع این مشکلات پرداخته شده است.

محورهای چرخان
مشکل علت محتمل راه‌حل
 

 

 

 

 

لرزش شدید

 

 

 

محور چرخان بالانس نیست

بارگذاری محور چرخان را تنظیم کنید
وزن لوله‌های مقابل هم باید یکسان و متقارن باشد
سرعت انتخاب شده به سرعت بحرانی نزدیک است محورهای چرخان در سانتریفیوژهای زاویه ثابت و عمودی را متقارن بارگذاری کنید
محور چرخان خوب جاسازی نشده است سرعت مناسب و خارج از محدوده‌ی سرعت بحرانی انتخاب نمایید
 

پایه‌ی محور چرخان روغنکاری نشده و یا کم روغنکاری شده است

 

اطمینان حاصل نمایید که محور چرخان درست جاسازی شده است و آن را کنترل کنید
محور چرخان را با توجه به توصیه‌های سازنده روغنکاری نمایید
 

 

درب و محفظه‌ی محور چرخان بعد از سانتریفیوژ کردن به‌سختی باز می‌شود

 

 

 

حین سانتریفیوژ کردن، خلأ ایجاد می‌شود

قسمت تهویه را در سمت بالای محور چرخان یا سبد لوله‌ها باز کنید تا خلأ از بین برود
 

واشرها با روغن و یا ذرات فلزی آلوده شده‌اند

واشرها را تمیز و روغنکاری نمایید. از توصیه‌های سازنده برای این منظور استفاده نمایید

 

 

لوله‌ها
مشکل علت محتمل راه‌حل
 

 

 

 

لوله‌ها نشتی ‌دارند

 

 

درِ لوله‌ها محکم بسته نشده است

درِ لوله‌ها را تنظیم و محکم نمایید
سطح مایع باید پایینتر باشد تا از نشتی لوله‌ها جلوگیری شود
لوله‌ها خیلی پر هستند حجم و سرعت توصیه شده برای سانتریفیوژ را کنترل نمایید
سطح مایع ‌در‌ لوله‌های ‌درباز، از‌ حد توصیه شده بیشتر است  

با حرکت ملایم در لوله را به‌آرامی گرم کنید (که محتویات در اثر گرما آسیب نبینند) چنانچه لوله‌ها هنوز نشتی وجود دارد، درِ آنها را محکم‌تر ببندید

 

درِ لوله‌ها محکم بسته نشده‌ است

 

 

 

لوله‌ها ترک خورده و یا شکسته شده‌اند

 

 

اگر لوله‌ها در دمای کمتر از دمای توصیه‌شده استفاده شوند، ممکن است ترک ‌خورده و یا بشکنند

اگر نمونه یخزده‌ است، دمای آن را پیش از سانتریفیوژکردن به ۲ درجه سانتی‌گراد برسانید. عملکرد لوله‌ها را در دمای پایین، پیش از سانتریفیوژ کردن ارزیابی نمایید
لوله‌ها بر اثر استفاده، ممکن است شکننده شوند لوله‌های تاریخ‌گذشته را دور بریزید و از لوله‌های نو استفاده کنید

 

 

 

 

 

سیستم‌های مختلف
مشکل علت محتمل راه‌حل
سوئیچ اصلی، روشن بودن دستگاه را نشان می‌دهد، ولی سانتریفیوژ کار نمی‌کند  

جریان الکتریکی به دستگاه وارد نمی‌شود

از عملکرد منبع تغذیه اطمینان حاصل کنید
درِ سانتریفیوژ باز نمی‌شود سانتریفیوژ خاموش است سانتریفیوژ را روشن نمایید. دسته را فشار داده و در را باز کنید
 

دکمه‌ی عدم تعادل فعال است

لوله‌ها در سانتریفیوژ بالانس نیستند لوله‌ها را بالانس نمایید
سانتریفیوژ تراز نیست سانتریفیوژ را در یک سطح تراز قرار دهید
 

 

در سرعت کم، سانتریفیوژ لرزش دارد

 

 

 

مکانیسم تنظیم محور چرخان گیر دارد مکانیسم تنظیم محور چرخان را کنترل و تنظیم نمایید
لوله‌ها در سانتریفیوژ بالانس نیستند از بالانس بودن لوله‌ها اطمینان حاصل نمایید
سرعت انتخابی به رزونانس محورچرخان نزدیک است یک سرعت بالای دیگر انتخاب کنید و یا از نوع دیگر محور چرخان استفاده کنید
در سرعت چرخش نوسان وجود دارد وضعیت تسمه انتقال سرعت بد است سانتریفیوژ را خاموش و شرایط تسمه را کنترل کنید. تسمه باید میزان باشد
 

سرعت چرخش به حداکثرسرعت انتخابی نمی‌رسد

 

ذغال‌ها معیوب هستند.

سانتریفیوژ را خاموش نمایید. از سالم بودن ذغال‌ها اطمینان حاصل کنید. در صورت لزوم، ذغال‌ها را با ذغال نو و با مشخصات یکسان جایگزین نمایید
کنترل سرعت کالیبر نیست سرعت‌سنج را کالیبر نمایید.
محفظه سرد، ولی محورچرخان گرم است دمای صحیح انتخاب نشده است از انتخاب صحیح دما اطمینان حاصل نمایید
 

در صفحه نمایش دکمه نشان‌دهنده‌ی وضعیت ذغال روشن است

 

ذغال‌ها در شرایط بدی هستند

سانتریفیوژ‌ را خاموش نمایید. از سالم بودن ذغال‌ها اطمینان حاصل کنید. ذغال‌ها را با ذغال نو و با مشخصات یکسان جایگزین نمایید

 

رفراکتومتری یا شکست سنجی

ارنست آبه (Ernest Karl Abbé) فیزیکدان آلمانی و از مهندسان کارخانه زایس آلمان بود که عدد آبه- Abbé number را کشف کرد. عدد آبه رابطه‌ای بین ضریب بازتاب و طول‌موج را نشان می‌دهد. آبه بیشتر در نورشناسی مشهور است و اولین رفراکتومتر را در اواخر دهه‌ی ۱۸۰۰ میلادی طراحی نمود (شکل ۱۱).

اصول فنی تجهیزات آزمایشگاهی قسمت اول: تجهیزات سنجش مایعات؛ سانتریفیوژ و رفراکتومتری

شکل ۱۱: رفراکتومتر طراحی شده توسط آبه در اواخر دهه‌ی ۱۸۰۰

 

رفراکتومتری-Refractometry به معنی تعیین ضریب شکست گازها، مایعات و جامدات نیمه‌شفاف، به‌وسیله دستگاه رفراکتومتر است. می‌توان از این مشخصه، برای شناسایی مواد یا ارزیابی خلوص آن استفاده کرد. با معین شدن ضریب شکست، علاوه بر شناسایی مواد، مقدار آن را نیز می‌توان محاسبه کرد. دستگاه رفراکتومتر کاربرد زیادی در صنایع گوناگون دارد؛ به‌عنوان مثال برای اندازه‌گیری غلظت نمک طعام در حوضچه‌های پرورش ماهی یا در کارخانه‌های قند برای تعیین بریکس–Brix محلول قند مورد استفاده قرار می‌گیرد. در پزشکی برای پی بردن به میزان اوره و پروتئین خون، میزان نمک موجود در آن و غلظت مایعات استفاده می‌شود و مهم‌ترین کاربرد آن تعیین غلظت ادرار در آزمایشگاه است.

هنگامی‌که پرتو نور از محیطی به محیط دیگر با غلظتی متفاوت وارد می‌شود، به علت تغییر سرعت عبور، مسیر آن منحرف می‌شود. این پدیده شکست نور Refraction-نامیده می‌شود. درصورتی‌که محیط دوم چگال‌تر از محیط اول باشد، نور به خط عمود نزدیک‌تر می‌شود و درصورتی‌که محیط دوم غلظت کمتری داشته باشد از خط عمود بر سطح دور می‌شود.

همانطور که در شکل ۱۲ نشان داده شده است، زاویه بین شعاع تابش و خط عمود، زاویه تابش i و زاویه بین شعاع شکست و خط عمود، زاویه شکست r نامیده می‌شود. ضریب شکست مطلق یک ماده عبارت است از نسبت سرعت عبور نور در خلأ به ‌سرعت عبور نور از آن ماده. ضریب شکست هر جسم به‌صورت زیر تعریف می‌شود:

 

برای اهداف کاربردی به‌جای خلأ، به‌عنوان مرجع از هوا استفاده می‌شود، چراکه ضریب شکست آن بسیار نزدیک به خلأ می‌باشد. ضریب شکست، مانند نقطه ذوب از خواص فیزیکی مواد بوده و می‌توان از این مشخصه برای شناسایی مواد یا ارزیابی خلوص آن استفاده نمود. با مشخص شدن ضریب شکست، علاوه بر شناسایی ماده، مقدار آن را نیز می‌توان محاسبه کرد.

اصول فنی تجهیزات آزمایشگاهی قسمت اول: تجهیزات سنجش مایعات؛ سانتریفیوژ و رفراکتومتری

شکل ۱۲: ضریب شکست

 

ساختار رفراکتومترها و اساس کار آنها

اساس کار رفراکتومتر در تابش نور به‌شرط تکفام بودن آن و هدایت آن به سمت محلول موردنظر و عبور آن است که چون این دو محیط با هم ضرایب شکست متفاوت دارند، نور شکست پیدا می‌کند. درون رفراکتومتر خط نوریی دیده می‌شود که با منشورها و عدسی‌های مختلف به وجود می‌آید. این خط نور با کمک عدسی سر دوربین (قطعه چشمی) توسط کاربر قابل مشاهده است. در دستگاه رفراکتومتر نور از محیط رقیق وارد محیط غلیظ می‌شود که محیط رقیق، مایع یا محلول موردنظر و محیط غلیظ، منشور دستگاه است. درواقع، در عمل، ضریب شکست محلول و منشور نسبت به هم سنجیده می‌شود.

N، ضریب شکست محیط غلیظ. n، ضریب شکست محیط رقیق. i و r به ترتیب زوایای تابش و شکست

هر دستگاه رفراکتومتر دارای دو منشور است که یکی انتشاردهنده- Diffusing و دیگری شکست دهنده Refracting است. نمونه موردنظر بین این دو منشور قرار می‌گیرد. نور مشخص وارد نمونه مورد آزمایش و منشور انتشاردهنده شده و تجزیه می‌شود، این نور بازتاب یافته و سپس به منشور شکست‌دهنده می‌رود (ورود نور از محیط رقیق به غلیظ). نکته مهم این است که قبل از ریختن نمونه، منشورها باید کاملاً تمیز باشند.

دو عدسی در رفراکتومتر وجود دارد؛ یکی عدسیِ مربوط به ‌وضوح تصویر که توسط پیچ مربوطه کنترل می‌شود و دیگری عدسی‌ای که پس از منشور شکست‌دهنده قرار دارد و موجب تمرکز تصویر بر روی صفحه نمایش مندرج می‌گردد. همچنین بعضی از رفراکتومترها دارای دماسنج‌اند که برای تنظیم و گزارش دما می‌باشد. در نهایت آنها دارای پیچ‌هایی جهت تنظیم تصویر هم می‌باشند. درواقع دو پیچ تنظیم موجود است؛ یکی برای تنظیم صفر دستگاه توسط آب قبل از سنجش نمونه و دیگری پیچ مربوط به کانونی کردن تصویر به‌منظور وضوح بیشتر آن.

اولین نمونه از این دستگاه که در اواخر دهه ۱۸۰۰ میلادی توسط آبه طراحی شد شامل دماسنج‌های توکار و سیستم چرخش آب بود که برای کنترل دمای دستگاه و مایعات استفاده می‌شد. پس از آن دستگاه‌ها مجهز به میکروسکوپ نیز شدند. امروزه این دستگاه‌ها در چهار نوع مختلف یعنی رفراکتومتر دستی آنالوگ، رفراکتومتر رومیزی، رفراکتومتر دستی دیجیتال و رفراکتومتر این‌لاین- inline refractometer موجودند.

 

رفراکتومترهای دستی

در این رفراکتومترها، نور مورد استفاده، نور سفید می‌باشد که تمامی رنگ‌ها را شامل می‌شود. با تابش نور به منشور رفراکتومتر که نمونه مورد آنالیز روی آن قرار می‌گیرد، می‌توان مقدار ضریب شکست نمونه و همچنین وزن مخصوص آن را از روی صفحه مدرج آن قرائت کرد. این نوع رفراکتومتر بسیار ساده و ابتدایی است. اجزاء تشکیل‌دهنده آن شامل منشور، محافظ منشور، پیچ تنظیم و قطعه چشمی می‌باشد. نمونه‌هایی از آن در شکل ۱۳ و ۱۴ و ۱۵ آورده شده است.

اصول فنی تجهیزات آزمایشگاهی قسمت اول: تجهیزات سنجش مایعات؛ سانتریفیوژ و رفراکتومتری

 

شکل ۱۳: نمونه‌ای از رفراکتومترهای دستی

اصول فنی تجهیزات آزمایشگاهی قسمت اول: تجهیزات سنجش مایعات؛ سانتریفیوژ و رفراکتومتری

شکل ۱۴: نمونه‌ای از رفراکتومترهای دستی

اصول فنی تجهیزات آزمایشگاهی قسمت اول: تجهیزات سنجش مایعات؛ سانتریفیوژ و رفراکتومتری

شکل ۱۵: اجزای رفراکتومترهای دستی

 

رفراکتومترهای پایه‌ای رومیزی

در این رفراکتومتر، نور مورد استفاده می‌تواند نور حاصل از لامپ رفراکتومتر و یا نور سفید باشدکه تمامی رنگ‌ها را شامل می‌شود. با روشن کردن دستگاه و مشاهده در قطعه چشمی آن، می‌توان مقدار ضریب شکست و همچنین وزن مخصوص و سرم پروتئین نمونه را از روی صفحه مدرج آن قرائت کرد. قسمت‌های مختلف یک رفراکتومتر پایه‌ای، همچنان که در شکل ۱۶ شماره نشان داده شده است، عبارتند از:

  1. صفحه شفاف (Daylight plate): این قسمت روی منشور قرار داده می‌شود تا نمونه به‌طور یکنواخت روی منشور قرار گیرد و از طرفی نیز به‌عنوان محافظ برای منشور می‌باشد.
  2. منشور (Prism): در رفراکتومتر یک منشور ظریف با زاویه قائمه بکار می‌رود، سپس محافظی که جنس آن شفاف است، روی آن قرار گرفته تا نور به‌خوبی بتواند از آن عبور کرده و به نمونه‌ای که بر روی آن قرار دارد بتابد. با تابش نور به منشور و مطابق با شکست نور، فاکتورهای موردنظر اندازه‌گیری می‌شوند.
  3. پیچ تنظیم: این قسمت برای کالیبره کردن دستگاه مورد استفاده قرار می‌گیرد که می‌بایست با بکار بردن یک محلول استاندارد و شناخته‌شده که غلظت و ضریب شکست آن مشخص می‌باشد، تنظیم آن صورت گیرد. اساساً هر از چند گاهی می‌بایست این کار انجام شود.
  4. قطعه چشمی (Eyepiece): با نگاه کردن به درون آن می‌توان مقادیر قابل اندازه‌گیری را روی خط‌کش‌های مدرج‌شده قرائت کرد. البته هر شخص می‌بایست، قطعه چشمی را برای چشم خود تنظیم نماید، چرا که قدرت تیزبینی اشخاص با یکدیگر فرق می‌کند و با تنظیم آن باید بتوان به‌طور واضح مقادیر را قرائت کرد.
  5. دماسنج: ازآنجایی‌که فرکانس نور فرودی به نمونه و منشور، تابع دما می‌باشد، بنابراین برای تمامی مقادیر اندازه‌گیری شده، باید دما مشخص گردد و تمامی اندازه‌گیری‌ها در یک دمای ثابت گزارش شود.

اصول فنی تجهیزات آزمایشگاهی قسمت اول: تجهیزات سنجش مایعات؛ سانتریفیوژ و رفراکتومتری

شکل ۱۶: رفراکتومترهای پایه‌ای– رومیزی

 

احتیاطات لازم برای کار با رفراکتومتر

چون منشور دستگاه بسیار ظریف و حساسی می‌باشد، بنابراین ممکن است با اندک ضربه، خط‌الرأس آن بشکند. بدین منظور در ضمن کار با آن می‌بایست دقت لازم را بکار برد. قبل از آزمایش، باید مواظب بود که منشور کاملاً خشک، پاک و شفاف باشد و پس از آزمایش نیز می‌بایست، دقیقاً تمیز شده و با پارچه‌ای نرم، خشک شود. در صورت لزوم برای شستن آن، باید از حلال‌هایی استفاده کرد که نمونه مورد آزمایش را به‌خوبی در خود حل کرده و منشور کاملاً تمیز شود. در استفاده مداوم از این دستگاه‌ها، مهم‌ترین مسئله تمیز کردن دقیق آن است. گرد و غبار و ذرات ریز بزرگ‌ترین دشمن دقت اندازه‌گیری است. برای پرهیز از ساییده شدن صفحه شیشه‌ای منشورها بهتر است برای پاک کردن از گوی پنبه‌ای استفاده نموده و به‌آرامی گرد و غبار پاک گردد و سپس آن را با پنبه جدید و الکل شستشو داد.

 

کالیبراسیون رفراکتومتر

برای کالیبراسیون و تعیین میزان خطای دستگاه از آب مقطر (ترجیحاً آب تهیه شده به روش R.O.) که دارای وزن مخصوص n = 1.3325 می‌باشد، استفاده می‌کنیم. به این صورت که چند قطره آب مقطر روی صفحه شیشه‌ای دستگاه می‌ریزیم، سپس در مقابل نور مرئی میزان چگالی آب را مشاهده می‌کنیم. اگر مقدارِ بیش از صفر را نشان داد توسط پیچ تنظیم (پیچ کالیبره کننده) آن را صفر نموده و مجدداً این کار را تکرار می‌کنیم تا دستگاه کالیبره شود. سپس توسط ماده‌ای دیگر که میزان چگالی آن توسط چگالی‌سنج- hydrometer مشخص شده است، آزمایش را انجام می‌دهیم. نکته‌ای که باید توجه داشت این است که رفراکتومتر به تغییر حرارت حساس می‌باشد، بنابراین بهتر است اجازه داده شود تا دمای نمونه به دمای اتاق برسد و بعد قرائت انجام شود.

 

برخی از منابع:

  • کتاب راهنمای نگهداشت تجهیزات آزمایشگاهی، ویرایش دوم، سازمان بهداشت جهانی، مترجمان: خانم مهری علی اصغرپور، مهناز صارمی
  • کتاب تجهیزات آزمایشگاهی، اصول فنی و نگهداری و روش‌های کنترل کیفی، سیدبهزاد سیدعلیخانی
  • کتاب PAS تکنیک‌های عملی آزمایشگاهی تشخیصی، جلد ششم، کنترل کیفی مواد و تجهیزات آزمایشگاهی، جدیدترین مرجع مقادیر آزمایشگاهی، دکتر امیر سیدعلی مهبد، سیدرضا موسوی
  • کتاب مقدمات آشنایی و اصول کلی آزمایشگاه تشخیص طبی، رضا انصاری، سعید طهماسبی
  • کتاب اصول فیزیکی دستگاه‌های آزمایشگاهی، دکتر داریوش شهبازی گهرویی
  • Maintenance Manual for Laboratory Equipment, 2nd Edition, World Health Organization (book)
  • Webster John G. Encyclopedia of Medical Divices and Instrumentation. 2nd ed., John Wiley & Sons Inc.,
  • Bronzino Joseph D. The Biomedical Engineering Handbook. 2nd ed.,

کار ایمن با سانتریفیوژ

بکارگیری تکنیک تکثیر دایره‌ای چرخان (RCA)

 برای دانلود پی دی اف بر روی لینک زیر کلیک کنید

برچسبها
  • رفراکتومتری
  • سانتریفیوژ
  • سنجش مایعات
  • مهندس احسان درخشان‌نیا

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *