سانتریفیوژ

سانتریفیوژ های آزمایشگاهی

سانتریفیوژ وسیله ای آزمایشگاهی است که برای جداسازی سیالات، گاز یا مایع بر اساس چگالی آنها استفاده می شود. جداسازی فازها با چرخاندن ظرف حاوی مواد با سرعت بالا به دست می آید. نیروی گریز از مرکز، مواد سنگین‌تر را به خارج محفظه هل می‌دهد. این دستگاه در اکثر آزمایشگاه ها مانند آزمایشگاههای دانشگاهی، بالینی و تحقیقاتی یافت می شود و برای خالص سازی سلول ها، اندامک های درون سلولی، ویروس ها، پروتئین ها و اسیدهای نوکلئیک استفاده می شود. انواع مختلفی از سانتریفیوژ وجود دارد که می توان آن ها را بر اساس کاربرد مورد نظر یا طراحی روتور طبقه بندی کرد.

دسته بندی های سانتریفیوژ:

رومیزی

دسته وسیعی از سانتریفیوژها هستند که اغلب با فضای نیمکت کوچکشان مشخص می شوند. بسته به نیاز آزمایشگاه، می توان جنبه های مختلفی را در این دستگاه ها مد نظر قرار داد. حداکثر سرعت در RCF ها می تواند از چند صد تا بیش از 50000 دور بر دقیقه متغیر باشد. حجم لوله این ابزارها می تواند از کمتر از 1 میلی لیتر (مانند لوله های PCR) تا چند لیتر باشد. انواع مختلف روتورها مانند روتورهای زاویه ثابت، نوسانی و جریان پیوسته در آنها معمولاً قابل تعویض هستند.

رومیزی یخچالی

یخچالدارها دستگاه های فشرده ای هستند که برای سانتریفیوژ کردن نمونه هایی که ممکن است به دما حساس باشند، مانند سلول های زنده، حیوانات و یا پروتئین ها ایده آل هستند. بسیاری از روتورها و آداپتورهای قابل تعویض برای گنجاندن طیف وسیعی از نمونه های با حجم کمتر از 1 میلی لیتر تا چند لیتر ظرفیت دارند. سرعت آنها نیز می تواند متفاوت باشد و برخی از مدل ها می توانند تا 60000 RPM نیز برسند.

رومیزی بالینی

تجهیزات فشرده و کم سرعتی هستند که برای جداسازی اجزای خون کامل مانند سرم، پلاسما، پوشش بافی، گلبول های قرمز و همچنین سایر مایعات بدن ایده آل هستند. سرعت آنها ممکن است بین 200 دور در دقیقه تا 6000 دور در دقیقه باشد. اکثر سانتریفیوژهای بالینی می‌توانند لوله‌های خونگیری معمولی را در خود جای دهند.

میکروسانتریفیوژها

آنها ابزار اصلی در بسیاری از آزمایشگاه‌های تحقیقاتی هستند که به طور کلی حجم‌ لوله های کوچکی مانند لوله‌های 2 میلی‌لیتری، 1.5 میلی‌لیتری، 0.5 میلی‌لیتری و PCR را در خود جای می‌دهند. میکروسانتریفیوژها برای روش‌های معمول آزمایشگاهی معمولاً با سرعت 16000 RPM می‌چرخند، در حالی که تجهیزات تخصصی‌تر می‌توانند به سرعت 30000 RPM برسند. علاوه بر این، سازندگان ممکن است روتورها و آداپتورهای لوله قابل تعویض را نیز ارائه دهند.

سانتریفیوژ خلاء / متمرکز کننده ها

آنها می توانند از خلاء، نیروی گریز از مرکز، دما و یا گاز برای حذف حلال مایع برای تغییر غلظت یا خشک شدن نمونه ها استفاده کنند. این ابزار برای خالص سازی یا آماده سازی نمونه هایی مانند اسیدهای نوکلئیک، پروتئین ها، پپتیدها و سایر ترکیبات برای انواع کاربردهای تحقیقاتی ایده آل است. برای تبخیر حلال‌ها، معمولاً از سانتریفیوژهای خلاء در سیستم‌های گرمایشی استفاده می‌شود.

در سانتریفیوژ به چه نکاتی باید توجه کرد

سانتریفیوژ یک قطعه مرکزی از تجهیزات در بسیاری از پروتکل‌های آزمایشگاهی است، اما با وجود تعداد زیادی از این ابزار در بازار، انتخاب مناسب برای نیازهای آزمایشی خاص بسیار مهم است.

دریافت بهترین مدل آن، هم برای آزمایشگاه و هم برای نمونه‌های شما به درک واقعی خواسته‌های شما متکی است، بنابراین باید چند سؤال کلیدی اساسی از خود بپرسید: سانتریفیوژ شما چقدر باید سریع کار کند؟ به دنبال چرخاندن چند نمونه همزمان هستید؟ آیا از لوله ها استفاده خواهید کرد و لوله ها چه اندازه و شکلی دارند؟ از میکروپلیت ها استفاده خواهید کرد؟ یا بطری ها؟ آیا به یخچال نیاز است؟ آیا مهار زیستی مورد نیاز است؟ پاسخ به این سؤالات به شما در روند انتخاب کمک می کند.

سرعت

سرعت چرخش سانتریفیوژ در انتخاب شما بسیار مهم است. در حالی که مردم به طور سنتی در مورد سرعت چرخش در دقیقه (RPM) فکر می کنند، نیروی گریز از مرکز نسبی (RCF) یا G- نیروی مهمتری است که باید در نظر بگیرید. RCF نشان ‌دهنده نیروی واقعی نمونه‌های داخل روتور است. به طور معمول، زیست‌شناسی مولکولی و جداسازی نمونه‌های بیولوژیکی از مواد سلولی، RNA/DNA و پپتیدها کاربردهای با چرخش بالایی دارند و به RCF بالاتری نیاز دارند. در مقابل، کشت سلولی و کاربردهای بالینی مانند جداسازی خون را می توان در RCF پایین انجام داد. اگرچه برای کاربردهای بالینی، انتخاب مدلی با نرخ های شتاب و کاهش سریع برای پردازش درخواست های فوری ممکن است سودمند باشد.

قالب و اندازه مخزن

آگاهی از نوع مخزن و اندازه ای که می چرخد نیز موضوعی کلیدی است. مدلی که انتخاب می‌کنید باید گزینه‌های روتوری داشته باشد که با مخزن انتخابی شما سازگار باشد. آیا از لوله استفاده خواهید کرد؟ اگر بله چه شکل و اندازه؟ یا با بشقاب، بطری یا کیسه کار می کنید؟ برای کاربردهای زیست شناسی مولکولی، روتورهایی با گردن کشیده باید انتخاب کنید که به آنها امکان می دهد کیت های آماده سازی DNA را در خود جای دهند. انعطاف پذیری نیز نکته مهمی است که باید در نظر گرفته شود. برای کاربردهای کشت سلولی، مدلی را انتخاب کنید که بتواند هم میکروپلیت ها و هم لوله های مخروطی را برای حداکثر کارایی بپذیرد.

درواقع نوع و اندازه مخزن تعیین می ‌کند که هر سانتریفیوژ چند لوله و یا کیسه را در خود جای می دهد. در مورد تولید زیستی و پردازش زیستی نیز، دستگاهی که بالاترین حجم ظرف را داشته باشد بهتر است، اما این بدان معناست که می توان لوله های کمتری را به یکباره چرخاند. در کاربردهای بالینی، حجم نمونه کوچک ‌تر است، اما تمایل به پردازش در مقادیر بیشتری دارد، بنابراین داشتن دستگاهی که بتواند تعداد زیادی لوله را در خود جای دهد ضروری تر است.

حجم نمونه نیز می تواند بر پیکربندی سانتریفیوژ مورد نیاز شما تأثیر بگذارد. در حالی که دستگاه های با چرخش زیاد و کم به عنوان مدل‌های روی میزی و روی زمین موجود هستند، اگر به حجم نمونه‌ های بزرگ‌ تری مانند بطری‌های لیتری یا کیسه‌های خون نیاز دارید، یک دستگاه روی زمین برای شما لازم است.

محدوده دما

دما یکی دیگر از نکات مهم است. آیا دمای نمونه های شما حیاتی است؟ به طور کلی، مدل های تهویه شده در دمای کمی بالاتر از دمای محیط می چرخند و این دما در طول چرخه افزایش می یابد. به همین دلیل، آنها برای برنامه‌هایی که کنترل دقیق دما مهم نیست، مناسب هستند. در مقابل، مدل‌های سانتریفیوژ یخچال دار، دارای سیستم‌های خنک‌کننده ای هستند که امکان کنترل دقیق دما و دمای داخلی پایین‌تر در حین کار را فراهم می‌کنند. این امر در کاربردهایی مانند بیولوژی مولکولی، که در آن دمای پایین‌تری برای کاهش تخریب نمونه مورد نیاز است و در آزمایشگاه‌های بالینی و کشت سلولی، که تکرارپذیری دقیق دما برای حذف تغییرات در پردازش ضروری است، حیاتی است.

کنترل و مدیریت

انتخاب سانتریفیوژی که کنترل ساده و بصری را برای کاربر فراهم می کند نیز یک مزیت است. مدل‌های جدید اکنون رابط ‌های صفحه لمسی با کاربری آسان را ارائه می‌کنند که گزینه‌های برنامه‌نویسی پیشرفته ای را ارائه می‌دهند. اجازه دادن به چندین کاربر برای پیش برنامه ریزی تنظیمات مختلف در یک محیط چند کاربره ضروری است. مدل‌های دیگر نیز محافظت از رمز عبور را ارائه می‌کنند و به کاربران اجازه می‌دهند نحوه استفاده را نظارت کنند.

علاوه بر این، ادغام با سایر تجهیزات آزمایشگاهی و توانایی کنترل از راه دور حیاتی‌تر می‌شود و این امر در محیط های تنظیم شده مانند ژن درمانی و بانک خون اهمیت فزاینده ای دارد. این اتصال از مسیرهای واضح و قابل انطباق با GMP/GLP پشتیبانی می کند و به مدیران آزمایشگاه اطمینان لازم را می دهد.

انعطاف پذیری

در حالی که برای برآورده کردن نیازهای فعلی خود به یک سانتریفیوژ نیاز دارید، باید مدلی را انتخاب کنید که بتواند «اگر و زمانی که تحقیقات شما در جهت دیگری پیش می‌رود» را در خود جای دهد. انواع هیبریدی مناسب برای کاربردهای پرسرعت و کم سرعت در تنظیمات با چندین کاربر بسیار مهم هستند. همچنین به دنبال مدل‌هایی با روتور باشید که به راحتی قابل تغییر باشند، که به شما اجازه ‌دهد قادر به تناسب با اندازه‌ها و قالب‌های متعدد مخازن باشید. به هر حال، خریدن یک روتور جدید ارزان تر از یک دستگاه جدید خواهد بود.

مهار زیستی

در مورد برخی از کاربردهای بالینی و ژن‌درمانی، یک سانتریفیوژ با ویژگی‌های کنترل زیستی تایید شده برای محافظت از نمونه‌ها در برابر آلودگی، و کاربران از نمونه‌های بالینی بسیار مسری باید در نظر گرفته شود». برای کاهش خطر انتشار مواد خطرناک زیستی، مدل هایی با روتورهای مهر و موم شده و درب های نگهدارنده زیستی تایید شده را انتخاب کنید.

ایمنی و سهولت استفاده

مراقب سانتریفیوژهایی باشید که دارای ویژگی‌های ایمنی و راحتی برای کاربر هستند. قفل های الکترونیکی درب، تشخیص خودکار روتور، و تشخیص عدم تعادل روتور، همگی محافظت بیشتر از کاربر را فراهم می کنند، به ویژه در مدل های با دور چرخش بالا، ویژگی هایی مانند روتورهای خود متعادل کننده، جعبه های کم صدا یا عایق صدا و سیستم تعویض روتور آسان تجربه و راحتی کاربر را بهبود می بخشد.

بهترین سانتریفیوژها

سانتریفیوژها ابزارهای تحقیقاتی حیاتی ای هستند که در اکثر آزمایشگاه‌ها وجود دارند و برای تسریع فرآیند ته نشینی در نمونه‌های حاوی مواد با چگالی‌های مختلف استفاده می‌شوند. این روش جداسازی را می توان در هر جایی از محیط های بالینی برای جداسازی خون و یا در فضاهای تحقیقاتی برای تصفیه سلول ها، ویروس ها، پروتئین ها و اسیدهای نوکلئیک استفاده کرد.

هنگام انتخاب این ابزار برای آزمایشگاه، عوامل متعددی وجود دارد که به شما کمک می کند کدام یک برای نیازهای تجربی شما مناسب است. ممکن است محدودیت‌هایی برای ردپا داشته باشید و یک مدل رومیزی را انتخاب کنید. شاید برای کنترل بیومولکول ها نیاز به کنترل دما داشته باشید، بنابراین در حال کاوش در انواع یخچالی آن هستید. در موارد دیگر، ممکن است نیاز به سانتریفیوژ کردن حجم لیتری در یک محدوده زمانی داشته باشید.

در ادامه، بازخورد خلاصه شده ای در مورد این ابزار را بر اساس مشخصاتی مثل حجم نمونه، اندازه، تنظیم دما و موارد دیگر خواهید دید.

میکرو سانتریفیوژها

میکرو سانتریفیوژها – که به عنوان میکروفیوژها نیز شناخته می شوند – عموماً قادر هستند حجم هایی بین 5/0 تا 2 میلی لیتر را با سرعتی متوسط در خود جای دهند. آنها به طور معمول جمع و جور هستند، ردپای کوچکی دارند و با داشتن شتاب و کاهش سریع مشخص می شوند. کاربرد اصلی آنها افزایش غلظت پروتئین و کارکرد برای هر نمونه دیگری است که نیاز به چرخش کوتاه دارد.

یک میکروسانتریفیوژ استانداردی خوب است که نسبتاً ارزان باشد، دستگیره های کنترل مناسبی داشته باشد و سرعت آن را بتوان در RPM تنظیم کرد. همچنین روتور 1.5 میلی لیتری دیگر لوله های با اندازه مشابه، از جمله لوله های 2 میلی لیتری و ستون های چرخشی خاص را در خود جای دهد.

سانتریفیوژهای یخچال دار

این مدل ها برای جابجایی نمونه هایی که ممکن است به دما حساس باشند، مانند سلول های زنده یا پروتئین، ایده آل می باشند، سانتریفیوژهای یخچال دار اغلب دارای روتورها و آداپتورهای قابل تعویض هستند تا طیف وسیعی از حجم نمونه را در خود جای دهند.

در بین محققان، مدل 5810 R اپندورف مورد علاقه عموم بوده است. این مدل توسط “متیو رتسپ”، دانشجوی فوق دکتری دانشگاه کوئینز به عنوان یک مدل آزمایشگاهی عالی توصیف شده است. این مدل دارای نگهدارنده هایی برای لوله های 15 میلی لیتری، لوله های 50 میلی لیتری و صفحات چند چاهی است. نگهدارنده صفحه اش بسیار مناسب است زیرا آزمایشگاه های دیگر نیز از این سانتریفیوژ فقط برای این ویژگی استفاده می کنند. همچنین این دستگاه دارای یک ویژگی ایمنی است که در صورت تشخیص بار نامتعادل خاموش می شود و تجهیزات آن عالی است.

نتیجه گیری

انتخاب یک سانتریفیوژ مناسب برای آزمایشگاه و تحقیق شما یک تصمیم مهم است. در حالی که سرعت، قابلیت مخزن یا ظرف و تبرید در این انتخاب موضوعات محوری هستند، عواملی مانند انعطاف پذیری، سهولت استفاده و ضمانت خدمات نیز باید در نظر گرفته شوند. اخیراً، نوآوری‌های تکنولوژیکی که امکان اتصال و نظارت بیشتر را فراهم می ‌کنند، اهمیت فزاینده ‌ای پیدا کرده‌ اند و می ‌توانند به کاربران اطمینان از ایمنی و انطباق مورد نیازشان را بدهند.