سانتریفیوژ چیست؟ معرفی و کاربرد
یکی از دستگاههای مهم در علوم و صنایع مختلف مانند: شیمی ، فیزیک ،زیست شناسی و علوم پایه،بیولوژی،کشاورزی ،مهندسی،پزشکی،هسته ای،صنایع غذایی و …است که بر اساس نیروی گریز از مرکز با سرعت بالا باعث جداسازی مایعات ،گازها،اجزاء جامد یک محلول بر اساس دانسیته یا چگالی اجزاء مختلف میشود.
به طور مثال خون شامل گلبولهای قرمز و سفید و پلاکتها در محیط مایعی به نام پلاسما است و گلبولهای قرمز به دلیل داشتن هموگلوبین که از پروتئین و چهار اتم آهن ساخته شده سنگین ترین جزء خون است در صورت سانتریفیوژ کردن خون در انتهای لوله گلبولهای قرمز رسوب میکنند و بالای گلبولهای قرمز لایه ای سفید رنگ به نام بافی کوت که حاوی گلبولهای سفید و پلاکتها است قرار میگیرد ودر سطح بالاتر مایعی زرد رنگ قرار میگیرد که چنانچه خون با ضد انعقاد گرفته شده باشد مایع را پلاسما می نامند که حاوی فاکتورهای انعقادی ،فیبرینوژن ،مواد معدنی ،املاح ،هورمونها ،پروتئین ،قند چربی و… است ودر صورتی که بدون ماده ضد انعقاد گرفته شده باشد به نام سرم است که شامل تمام مواد پلاسما بجز فاکتورهای انعقادی است و البته در سرم فیبرینوژن هم تبدیل به فیبرین شده و باعث لخته و سفت شدن خون میشود.
اجزاءسانتریفیوژ
سانتریفیوژها دارای اجزاء زیر هستند :
√موتور الکتریکی قوی
√روتور که میله ای است که به موتور متصل میشود و جایگاه قرار دادن نمونه ها روی سر روتور در مدلهای مختلف طراحی میشود
√پیچ تنظیم سرعت
√پیچ تنظیم زمان
√کلید روشن و خاموش کردن
√صفحه ی نمایشگر سرعت و زمان
√کلید ترمز
انواع سانتریفیوژ
امروزه انواع مختلف سانتریفیوژ برای اهداف گوناگون طراحی و ساخته میشود و با پیشرفت علم و تکنولوژی تغییراتی در سانتریفیوژها داده شده است،سانتریفیوژهای ایستاده برای حجمهای بالا و مدلهای رومیزی برای حجمهای پایین و کاربردی تر وجود دارند.
به طور کلی سانتریفیوژها را به دو صورت طبقه بندی میکنند :
الف) براساس سرعت
ب) بر اساس روتور
الف ) بر اساس سرعت
این تقسیم بندی شامل موارد زیر است:
سانتریفیوژها ی با دور پایین
سانتریفیوژهای با دور بالا که نوع یخچالدار و بدون یخچال دارند
اولترا سانتریفیوژها که سرعت های دور در دقیقه ی خیلی بالا یی دارند و همگی دارای یخچال هستند زیرا در دورهای بالا گرما و حرارت تولید شده باعث از بین رفتن و تخریب پروتیین ها و اجزای سلولی مثل DNA,RNA و ریبوزومها و…میشود که برای جلوگیری از این اتفاق به یخچال مجهز هستند.
ب)براساس روتور:
روتور بخش اصلی هر سانتریفوژ است که جایگاه قرار دادن نمونه روی این قسمت طراحی و نصب میگردد و بر اساس روتور نیز سانتریفوژها به دودسته تقسیم میشوند :
سانتریفیوژ با زاویه ی ثابت Fix head
که قسمت قرارگیری نمونه در زاویه ای ثابت بین ۲۵ تا ۴۰ درجه نسبت به محور مرکزی طراحی شده است و هرچه زاویه بیشتر باشد سرعت چرخش بیشتر و تشکیل رسوب در انتهای لوله سریعتر میشود و رسوب در انتهای لوله به حالت مورب به دیواره تشکیل میشود ، مثل سرو فیوژ یا همان سانتریفیوژهای سرم شناسی (سرولوژی) که در قسمت بانک خون هم استفاده میشوند
روتور متحرک Horizental head یا سانتریفیوژهای شناور Swing out head
در این نوع قسمت جا لوله ای متحرک است و در هنگام کار ، از حالت عمود بر زمین به حالت افقی با سطح زمین قرار میگیرد و رسوب به انتهای لوله رانده میشود
سانتریفوژ میکرو هماتوکریت
نوعی سانتریفوژ است که برای تعیین هماتوکریت استفاده میشود .
هماتوکریت یعنی درصد گلبولهای قرمز خون در کل حجم خون که برای انجام این آزمایش خون کامل فرد را در لوله مویینه کشیده و انتهای لوله را با خمیر مخصوص هماتوکریت مسدود میکنیم و در سانتریفوژ طوری قرار میدهیم که قسمت خمیر دار لوله به سمت بیرون قرارگیرد تا هنگام چرخش بر اثر نیروی گریز از مرکز خون از لوله خارج نشود .
در این سانتریفوژ طراحی محل قرار گیری نمونه ها که همان لوله های مویینه هستند به صورت صفحه افقی با شیارهای باریک برای قرار دادن لوله مویینه است و بعد از قرار دادن لوله های مویینه یک صفحه روی صفحه ی نمونه قرار میگیرد که با پیچاندن پیچ مخصوص روی صفحه ی اصلی ثابت میشود و لوله های مویینه بین دو صفحه قرار میگیرند تا موقع چرخش از جایگاهشان خارج نشوند و بعد از طی شدن زمان در لوله ی مویینه دوقسمت مشاهده میشود ،قسمت گلبولهای قرمز و قسمت پلاسما و با قرار دادن لوله روی خط کش مخصوص هماتوکریت در صد گلبول قرمز به حجم کل خون را بدست می آورند.
تعریف RPM و RCF
Revolution per minute
دور در دقیقه RPM
Relative centrifugal force
نیروی گریز از مرکز نسبی RCF
لازم است برای انتخاب
سانتریفوژ RCF در نظر گرفته شود که بر اساس ضریبی از g است و از فرمول زیر قابل تبدیل است
RCF=1.12×Radius
(توان)2(RPM/1000)x
در فرمول Radius شعاع سانتریفیوژاست که بر حسب میلی متر یا سانتی متر محاسبه میشود
به طور مثال RCF 450 g
در حدود
RPM 2000- 2500
میشود با توجه به شعاع ۱۰ سانتی متری یا ۱۰۰ میلی متری