کاربرد دستگاه سانتریفوژ چیست؟

سانتریفوژ چیست و چه کاربردی دارد؟سوالی است که برای دسترسی به امکانات و قابلیت‌های این وسیله آزمایشگاهی مطرح می‌شود.سانترفیوژ یکی از تجهیزات آزمایشگاهی پرکاربرد است که که با جریان نیروی گریز از مرکز اجزای مختلف مایع را بر اساس چگالی تفکیک می‌کند.

امر سانترفیوژ کردن با چرخاندن مایع با سرعت بالا درون یک ظرف صورت می‌گیرد. در نتیجه این کار مایعات با چگالی مختلف یا مایعات از جامدات جدا می‌شوند.بنابراین سانتریفوژ را می‌توان از سری تجهیزات آزمایشگاهی پرکاربرد در صنایع مختلف دانست.

امروزه افراد در راستای دسترسی به اطلاعات کامل در خصوص سانتریفوژ چیست و چه کاربردی دارد؟مواردی مثل سانتریفیوژ هسته ای چیست، واحد سانتریفیوژ چیست، سانتریفیوژ صنعتی چیست، روتور سانتریفیوژ چیست؟قیمت سانتریفیوژ و در نهایت سانتریفیوژ گاما چیست؟ را نیز مورد تحقیق قرار می‌دهند.

در این مقاله از سایت عالیان تجهیز آزما که نمایندگی عرضه تجهیزات آزمایشگاهی است، به بررسی دقیق سانتریفوژ چیست و چه کاربردی دارد؟ در قالب‌های مختلف می‌پردازیم.

آشنایی با عملکرد سانتریفوژ

در مقدمه برای رسیدن به یک پاسخ دقیق برای سوال سانتریفوژ چیست و چه کاربردی دارد؟ اشاره مختصری بر روند کارکرد این وسیله آزمایشگاهی اشاره داشتیم. اما در تعریفی علمی تر در این بخش می‌گوییم که سانترفیوژ با چرخش طراحی شده باعث می شود مواد و ذرات متراکم تر در جهت شعاعی به سمت بیرون حرکت کنند.

در روند عملکرد سانترفیوژ و در یک زمان معین ، جا به جایی در اجسامی که تراکم کمتری رخ داده و به سمت مرکز حرکت می‌کنند.(تحت تاثیر نیروی گریز از مرکز) همین امر در سانتریفیوژ آزمایشگاهی که از لوله های نمونه استفاده می‌کند ، شتاب شعاعی باعث می شود ذرات متراکم تر به پایین لوله بروند.

بنابراین سانتریفوژ به عنوان یک فیلتر بسیار موثر در جداسازی آلودگی‌ها را از بدنه اصلی مایع نیز شناخته شده است.

عوامل موثر بر عملکرد سانتریفوژ

پس از آَشنایی نسبی با عملکرد سانترفیوژ چندین عامل اثرگذار بر روند کارکردی این دستگاه معرفی می‌کنیم:

-میزان تراکم نمونه و محلول

-دما / گِران‌رَوییا ویسکُزیته (ویسکوزیته محلول نمونه و خصوصیات فیزیکی ذرات نیز بر میزان رسوب هر ذره تأثیر می گذارد.)

-فاصله جابجایی ذرات

-سرعت دوران و چرخش

اجزای سانتریفیوژ

اجزای سازنده سانتریفیوژ موتور الکتریکی، روتور، زمان سنج، شافت دستگاه، سر روتور، کلید روشن و خاموش کردن، کنترل‌ کننده سرعت و تاچومتر است که میزان دور را مشخص می‌کند.

معرفی روش‌های سانتریفوژ

عمل سانترفیوژ در دو نوع مقدمانی و تحلیلی انجام می‌شود. در مرحله مقدماتی هدف جداسازی ذرات خالص برای شروع یک اندازه‌گیری است. در بخش سانترفیوژ تحلیلی اندازه‌گیری خصوصیات فیزیکی ذرات رسوبی صورت می‌گیرد.

در ادامه این دو روش تحت نیروی گریز از مرکز و گرانروی مایع، میزان رسوب یک ذره متناسب با اندازه آن (وزن مولکولی) و تفاوت بین چگالی ذره و چگالی محلول را اندازه گیری می‌شود. 

روتور سانتریفیوژ چیست؟

ورود نیروی گریز از مرکز به هر ذره در نمونه وارد به واسطه چرخش روتور در سانتریفیوژ است​​، در ادامه عملکرد روتور سانترفیوژ ذره با سرعتی متناسب با نیروی گریز از مرکز وارد شده به آن رسوب می‌کند.

بالانس بودن روترسانترفیوژ قبل از شروع چرخش و انجام تفکیک مواد بر اساس چگالی آن‌ها امری مهم و تاثیرگذار است.

کاربردهای سانتریفوژ

تا به این بخش از مقاله بر مطلب سانترفیوژ چیست اشاره داشتیم، روش‌های آن را بررسی و با نحوه عملکردش آشنا شدیم. در این بخش به کاربرد سانترفیوژ در حوزه‌های مختلف می‌پردازیم.

A.سانتریفوژ امکان جداسازی مخلوطی از دو مایعات متفاوت فراهم می‌کند. از این روش جداسازی جهت بررسی، تجزیه و تحلیل ماکرومولکول ها و خواص هیدرودینامیکی آنها استفاده شود.

B.خالص سازی سلول‌های پستانداران با کمک نوع خاصی از سانتریفیوژ امکان پذیر است.

C.سانتریفیوژ نقش بسزایی در تقسیم بسیاری از اندامک‌های زیرسلولی دارد. علاوه بر این سانتریفیوژ در تقسیم کسرهای غشایی و غشاها نیز مفید است و در جداسازی وزیکول های غشایی  کاربرد دارد.

D.در سازه‌ها، برای تفیکیک گچ از آب سانتریفیوژ کاربرد دارد.

E.تهیه شیر بدون چربی (شیر با میزان کمتری چربی محلول) از شیر معمولی با سانترفیوژ قابل انجام است.

F. جداسازی سیکلونیک فرآیندی مهم است که کاربردهای حیاتی در جداسازی ذرات از جریان هوا دارد.

G.انواع سانتریفیوژ حوزه کاربردی وسیعی در زمینه شیمی و پزشکی قانونی جهت جداسازی اجزای خونه از نمونه‌های خون سانترفیوژ شده و همین طور برای تفکیک اجزای ادرار از نمونه ادرار در آزمایشگاه دارند.

راهنمای کار با سانتریفیوژ آزمایشگاهی

• *سطحی که دستگاه سانتریفیوژ بر روی آن قرار داشته و آزمایشات در آن فضا صورت می‌گیرد، باید مسطح و محکم باشد.
• *تعادل لوله ها در روتور سانتریفیوژ را حتما بر اساس جرم مایعات و نمونه‌های موجود در لوله‌ها مورد نظر بر قرار کنید.
• *نکته دیگری که باید به آن توجه ویژه داشته باشید، هرگز در حالت چرخش دستگاه سانترفیوژ درپوش دستگاه را باز نکنید. از آنجایی که همه سانتریفیوژها ایمنی خودکار ندارند، و با این حرکت عنلکردشان متوقف نشده و نمونه‌ها از بین می‌روند.
• *در صورت لرزش دستگاه را خاموش کنید یا دو شاخه را بکشید. کمی لرزش طبیعی است ، اما مقادیر زیاد می تواند به معنای خطر باشد. (در این شرایط وضعیت تعادل لوله‌ها را بررسی کنید، اگر همه چیز سرجای خود است، با نمایندگی تماس گرفته و این مطلب را انتقال دهید.)
• *اگر مجبور به کار در هر مکانی مجاورت سانتریفیوژ هستید از محافظ صورت و یا عینک ایمنی استفاده کنید.
• *زمانیکه روتور در حال چرخش است با سانتریفیوژ کار نکنید.

انواع سانتریفیوژ بر اساس کاربرد‌شان

در حالت کلی روند کار انواع سانتریفیوژ در طراحی‌های کاربردی متفاوت یکی است. تفاوت اصلی آنها در سرعت چرخش و نوع طراحی روتور است .

 به عنوان مثال روتورهای زاویه ثابت  نمونه را در یک درجه اندازه گیری ثابتی نگه می‌‌دارند.در مقابل روتورهای آونگی بدلیل داشتن لولا باعث نوسان نمونه مورد آزمایش می شوند.اما ساختار سانترفیوژ به این موارد ختم نشده و دسته بندی آن بر اساس موارد کاربردی به صورت زیر قابل معرفی است.

سانتریفیوژ صنعتی

سانتریفیوژهای صنعتی حوزه کاربردی وسیعی دارند.بیشترین حوزه استفاده از  سانتریفیوژ صنعتی در جداسازی اجزای کلوئیدها ، خشک کردن مواد و تصفیه آب است. قیمت سانتریفیوژ صنعتی برحسب نوع کاربردی آن و ویژگی‌های ساختاری متغییر است.

سانتریفوژ آزمایشگاهی

سانتریفوژ آزمایشگاهی متشکل از یک روتور به همراه حفره‌‌های زاویه ‌دار جهت جاگذاری لوله‌‌های آزمایش است. زاویه قرارگیری لوله‌‌های آزمایش در این نوع سانترفیوژ ثابت است. اثرگذاری نیروی گریز از مرکز در یک صفحه افقی بر آنها منجر به حرکت ذرات سنگین‌ تر به سمت پایین لوله می‌شود.

میکرو سانتریفوژ

میکروسانترفیوژ مختص مطالعه حجم‌های کوچکی از مواد بیولوژیکی و سلول‌ها است. (جهت بررسی حجم های ۰/۵-۲ میلی ‌لیتر)

سانتریفوژ سرعت بالا

سانتریفوژ سرعت بالا جهت آنالیز حجم‌‌های بیشتری از نمونه طراحی شده است. (از ۱۰ میلی ‌لیتر تا چندین لیتر). از ویژگی‌های ساختاری مهم آن تجهیز شدن به روتورهایی با مبدل‌‌های مختلف است تا امکان استفاده از لوله‌های آزمایش مختلف فراهم شود.

اولترا سانتریفیوژ

بررسی خواص ذرات بیولوژیکی با نیروهای گریز از مرکز از ویژگی‌های این دستگاه است. سرعت بالای آن شرایط را برای تفکیک اجزای کوچکی همچون ریبوزوم‌ ها، پروتئین ‌ها و ویروس‌ ها فراهم می‌کند. اولترا سانترفیوژ برای جداسازی ایزوتوپ ها و غنی سازی اورانیوم کاربرد دارد.

سانتریفوژ افتراقی

در سانتریفیوژ افتراقی قابلیت افزایش نیروی گریز از مرکز در یک زمانبندی مشخص بصورت مداوم جهت تفکیک اندامک ‌ها و غشاهای سلولی وجود دارد.  

سانتریفوژ گرادیان چگالی

یکی از بهترین روش‌های تفکیک ذرات یعنی روش جداسازی چگالی ذرات یا مولکول‌ها در مخلوط با دستگاه سانترفیوژ گرادیان چگالی انجام می‌شود.روند قرارگیری ذرات موجود در محلول درون لوله در این روش بر اساس چگالی است.

روش نگهداری سانتریفیوژ

یکی از پر اهمیت ترین موارد نگهداری سانترفیوژ سرویس مداوم آن در فواصل زمانی استاندارد یعنی هر ۳ ماه یکبار است. نکته مهم دیگر هر 3 ماه یکبار کالبیراسیون زمان سنج دستگاه با استفاده از یک کرنومتر دستی است

علاوه بر این با استفاده از یک تاکومتر سرعت دوران دستگاه را هر ۳ ماه یکبار کالیبره کنید تا از عملکرد صحیح آن مطمئن شوید.در روند استفاده از این دستگاه و خرید آن حتما با نمایندگی‌های مجاز و مطمئنی همانند عالیان تجهیز آزما در ارتباط باشید.