عملیات سانتریفیوژ آزمایشگاهی و اقدامات احتیاطی

سانتریفیوژ به طور گسترده در بخش های شیمیایی، نفت، مواد غذایی، دارویی، فرآوری مواد معدنی، زغال سنگ، تصفیه آب و کشتی سازی استفاده می شود. 1. طبقه بندی سانتریفیوژ

سانتریفیوژها عمدتاً به سانتریفیوژهای فیلتری و سانتریفیوژهای ته نشینی تقسیم می شوند.

اصل اصلی سانتریفیوژ فیلتر این است که فاز مایع را در مخلوط جامد و مایع به خارج از درام توسط نیروی گریز از مرکز ایجاد شده توسط درام گریز از مرکز چرخان با سرعت بالا (با مواد فیلتر مناسب) تسریع می‌کند، در حالی که فاز جامد را در داخل می‌گذارد. طبل. ، برای دستیابی به اثر جداسازی جامدات و مایعات یا معمولاً به عنوان کم آبی شناخته می شود.

اصل اصلی سانتریفیوژ دکانتر این است که سرعت ته نشینی اجزای مختلف وزن مخصوص (فاز جامد یا فاز مایع) را در مایع مخلوط از طریق نیروی گریز از مرکز قوی ایجاد شده توسط چرخش پرسرعت روتور افزایش داده و موادی با ضرایب ته نشینی و چگالی شناوری متفاوت در نمونه. 2. سانتریفیوژ آزمایشگاهی

سانتریفیوژ تجربی ابزاری است که از نیروی گریز از مرکز تولید شده توسط روتور چرخان برای جداسازی مواد با چگالی متفاوت و اندازه ذرات مختلف در یک سوسپانسیون یا امولسیون استفاده می کند یا همزمان با جداسازی تجزیه و تحلیل می کند.

طبقه بندی: سانتریفیوژهای الکتریکی رایج در آزمایشگاه ها شامل سانتریفیوژهای کم سرعت، پرسرعت، سانتریفیوژهای یخچالی با سرعت پایین و سانتریفیوژهای یخچالی با سرعت بالا و تجزیه و تحلیل و آماده سازی سانتریفیوژهای یخچالی با کاربرد دوگانه می باشند. در این میان، سانتریفیوژهای کم سرعت (از جمله با ظرفیت زیاد) و سانتریفیوژهای یخچالی با سرعت بالا بیشترین کاربرد را دارند. 2.1 سانتریفیوژ با سرعت کم

سانتریفیوژ کم سرعت یک ابزار معمولی است که برای رسوب گریز از مرکز در آزمایشگاه استفاده می شود. دارای مزایای عملکرد پایدار، استفاده انعطاف پذیر، قابلیت اطمینان بالا و نگهداری آسان است. این به طور گسترده ای در پزشکی بالینی، بیوشیمی، ایمونولوژی، ایستگاه های خون و سایر زمینه ها استفاده می شود. سانتریفیوژ کم سرعت ساختار ساده ای دارد و به دو نوع رومیزی کوچک و نوع کفی تقسیم می شود. مجهز به موتور محرک، تنظیم کننده سرعت، تایمر و سایر وسایل است که کار با آن آسان است.

سرعت سانتریفیوژ کم سرعت به طور کلی از 4000 دور در دقیقه تجاوز نمی کند، سرعت به طور کلی از 4000 دور در دقیقه تجاوز نمی کند و حداکثر ظرفیت 2-4 لیتر است. این آزمایشگاه بیشتر برای جداسازی اولیه و استخراج مقادیر زیادی از ماکرومولکول ها و رسوبات بیولوژیکی استفاده می شود.

اصل کار سانتریفیوژ آزمایشگاهی

در حین عملیات گریز از مرکز، ظرف سانتریفیوژ حاوی همان مقدار شراب آزمایشی به طور متقارن در فنجان آویزان در اطراف روتور قرار می گیرد و شراب آزمایشی توسط نیروی گریز از مرکز ایجاد شده توسط چرخش با سرعت بالا موتور و روتور جدا می شود. نیروی گریز از مرکز نسبی (RCF) به شعاع چرخش نمونه در طول سانتریفیوژ و سرعت n بستگی دارد. فرمول محاسبه آن به شرح زیر است:

RCF=l.U8X10-5Xn2Xr (Xg) (1)

فرمول:

n یعنی سرعت (r/min)

r شعاع چرخش (سانتی متر)

واحد ga شتاب گرانشی (9.8 نیوتن بر کیلوگرم)

زمان T لازم برای جداسازی و رسوب ذرات در شراب مخلوط با فرمول زیر محاسبه می شود:

T=21. 4X(lnRmax-lnRmin)|^ (دقیقه) (2)

n2 r 2(0-P)

فرمول:

فسفر مخلوط با چگالی تقریبا مایع (g/cm3)

ویسکوزیته شراب مخلوط K (P)

n سرعت (r/min)

r شعاع روتور (سانتی متر)

. چگالی ذرات (g/cm3)

Rmax فاصله افقی از پایین محلول آزمایش گریز از مرکز تا محور (سانتی متر)

عملیات سانتریفیوژ آزمایشگاهی و فرآیند استفاده

میز کار سانتریفیوژ پرسرعت رومیزی L باید صاف و محکم باشد و اتاق کار باید تمیز و تمیز، خشک و دارای تهویه مناسب باشد.

بررسی کنید که آیا دکمه کنترل سرعت سانتریفیوژ کم سرعت در موقعیت صفر است، آیا لوله بیرونی سالم است و دارای یک پد لاستیکی است یا خیر.

درپوش گریز از مرکز را باز کنید و حفره داخلی و روتور را پاک کنید.

مواد سانتریفیوژ شده را به یک لوله سانتریفیوژ مناسب منتقل کنید، مقدار آن باید 1 ~ 2 سانتی متر از دهانه لوله قلب فاصله داشته باشد تا در حین سانتریفیوژ به بیرون پرتاب نشود.

لوله سانتریفیوژ را که قرار است سانتریفیوژ می شود روی یک ترازو پلت فرم قرار دهید تا تعادل برقرار شود و لوله آزمایش متعادل را روی موقعیت متقارن روتور متقاطع سانتریفیوژ قرار دهید.

درپوش را ببندید و برق را روشن کنید.

زمان بندی را تنظیم کنید.

سرعت سانتریفیوژ را انتخاب کنید، پس از اینکه چرخش سانتریفیوژ به خودی خود متوقف شد، درپوش را باز کنید تا نمونه سانتریفیوژ تخلیه شود.

اقدامات احتیاطی برای سانتریفیوژهای آزمایشگاهی

در حال حاضر معمولاً از سانتریفیوژهای الکتریکی در آزمایشگاه ها استفاده می شود. سرعت چرخش سانتریفیوژهای الکتریکی سریع است. به ایمنی توجه کنید. به ویژه از حرکت سانتریفیوژ در حین کار به دلیل عدم تعادل یا پیری پد لوله آزمایش در حین کارکرد سانتریفیوژ جلوگیری کنید. هنگامی که لوله سانتریفیوژ به دلیل ارتعاش شکسته شد، وقتی لوله سانتریفیوژ از روی میز آزمایش افتاد یا درب آن پوشانده نشد، قطعات شیشه به بیرون چرخید و باعث تصادف شد. بنابراین، هنگام استفاده از سانتریفیوژ، باید به عملیات زیر توجه کنید:

(1) پنبه یا پد لوله آزمایش در پایین بدنه دستگاه Gaoxin وجود دارد. همیشه روتور و لوله سانتریفیوژ مورد استفاده در آزمایش را از نظر ترک، کهنگی و غیره بررسی کنید، در صورت وجود اتصال، باید به موقع تعویض شود.

(2) اگر سانتریفیوژ برقی پر سر و صدا است یا بدنه لرزش دارد، منبع تغذیه باید فورا قطع شود و عیب باید به موقع برطرف شود.

تعمیر و نگهداری سانتریفیوژ آزمایشگاهی

هیچ ماده ای را روی درپوش سانتریفیوژ قرار ندهید. پس از هر بار استفاده، حفره داخلی و روتور را تمیز کنید.

اگر سانتریفیوژ پرسرعت رومیزی برای مدت طولانی استفاده نشده باشد، درپوش سانتریفیوژ باید برای مدتی قبل از استفاده باز شود و حفره داخلی آن خشک شود.

طبیعی است که سانتریفیوژ پس از استفاده طولانی مدت فرسوده شود.

پس از استفاده سریعاً لوله سانتریفیوژ را ترک کنید.

دانش اولیه سانتریفیوژ

سانتریفیوژ، با توجه به اندازه حجم کار، عمدتا از دو جنبه انتخاب می شود: سرعت و ظرفیت. در زیر مقدمه ای مفصل برای چندین مفهوم رایج سانتریفیوژها آورده شده است:

⑴ سرعت چرخش: سانتریفیوژ به سانتریفیوژ کم سرعت (.0000 دور در دقیقه)، سانتریفیوژ با سرعت بالا (10000 دور در دقیقه - 30000 دور در دقیقه) و سانتریفیوژ با سرعت فوق العاده بالا (& gt) تقسیم می شود. ؛ 30000 دور در دقیقه) با توجه به حداکثر سرعت. ، هر سانتریفیوژ دارای حداکثر سرعت نامی است. حداکثر سرعت به سرعت در شرایط بدون بار اشاره دارد، اما حداکثر سرعت بسته به نوع روتور و اندازه نمونه متفاوت است. به عنوان مثال: سرعت نامی یک سانتریفیوژ 16000 دور در دقیقه است، به این معنی که روتور 16000 بار در دقیقه زمانی که بار وجود ندارد می چرخد. پس از افزودن نمونه، سرعت مطمئناً کمتر از 16000 دور در دقیقه خواهد بود. حداکثر سرعت نیز متفاوت است (1) یک سانتریفیوژ وارداتی را می توان با روتورهای متعدد مجهز کرد)، حداکثر سرعت سانتریفیوژ انتخابی بالاتر از سرعت هدف است. به عنوان مثال: سرعت هدف 16000 دور در دقیقه است، حداکثر سرعت سانتریفیوژ انتخابی باید بالاتر از 16000 دور در دقیقه باشد.

(2) دما: برخی از نمونه ها (مانند پروتئین ها، سلول ها و غیره) در یک محیط با دمای بالا از بین می روند، بنابراین شما باید یک سانتریفیوژ یخچال دار را انتخاب کنید. سانتریفیوژ یخچال دار دارای محدوده دمایی نامی است. هنگامی که سانتریفیوژ با سرعت بالا کار می کند، گرمای تولید شده توسط سانتریفیوژ با سیستم تبرید سانتریفیوژ در دمای معینی متعادل می شود (به طور کلی، نمونه های سانتریفیوژ در یخچال باید در دمای 3P~8 درجه سانتی گراد نگهداری شوند). مقدار مشخص نیز مربوط به روتور است، مانند سانتریفیوژ. محدوده دمای نامی -10P~60°C است. هنگامی که یک روتور افقی نصب می شود، در هنگام چرخش می تواند به حدود 37٪ برسد. اگر روتور زاویه ای باشد، ممکن است فقط به 7P برسد.

(3) ظرفیت: هر بار چند لوله نمونه باید سانتریفیوژ شود؟ هر لوله نمونه چقدر ظرفیت نیاز دارد؟ این عوامل ظرفیت کل یک سانتریفیوژ را تعیین می کنند. به زبان ساده، ظرفیت کل سانتریفیوژ=ظرفیت هر لوله سانتریفیوژ X تعداد لوله های سانتریفیوژ. ظرفیت کل با حجم کار مطابقت دارد.

14) روتور: دو نوع اصلی روتور سانتریفیوژ وجود دارد. روتور افقی: سبد آویزان در حین کار در حالت افقی بوده و نسبت به شفت زاویه قائمه دارد. نمونه رسوب را در کف لوله سانتریفیوژ متمرکز می کند: روتور زاویه ای: محفظه سانتریفیوژ و شفت در یک زاویه ثابت هستند، نمونه رسوب را در کف لوله سانتریفیوژ و دیواره جانبی نزدیک به پایین متمرکز می کند. اگر می خواهید نمونه های جدا شده در پایین لوله سانتریفیوژ متمرکز شوند، روتور افقی را انتخاب کنید. اگر می خواهید نمونه در قسمت پایین لوله سانتریفیوژ و دیواره کناری نزدیک به پایین متمرکز شود، روتور زاویه ای را انتخاب کنید.

همچنین برخی از آزمایشات خاص یا نمونه های خاصی وجود دارد که نیاز به روتورهای خاص دارند، مانند: سبدهای آویزان با ظرفیت زیاد (بیشتر در ایستگاه های خون استفاده می شود)، روتورهای صفحه آنزیمی، روتورهای اسلاید شیشه ای، روتورهای PCR، روتورهای قفسه لوله آزمایش، روتورهای مویرگی و غیره. روتور دارای مشخصات ثابتی است که با ظرفیت سانتریفیوژ ترکیب شده است، مانند روتور زاویه 36x5 میلی لیتر که نوع روتور و ظرفیت سانتریفیوژ را تعیین می کند، بنابراین انتخاب روتور بسیار مهم است.

⑸سیستم کنترل: همه سانتریفیوژهای سطح بالا از سیستم های کنترل میکرو کامپیوتر استفاده می کنند. این سیستم های کنترلی نه تنها می توانند عملکرد ایمن سانتریفیوژ را تضمین کنند، بلکه وظایف را به طور خودکار تکمیل می کنند. اکنون بسیاری از سانتریفیوژها دارای سیستم های کنترل انسانی بهتری هستند. به عنوان مثال: عملکرد شناسایی روتور، عملکرد قفل ایمنی، عملکرد سریع خطا، منحنی شتاب و کاهش سرعت و غیره.

علاوه بر نکات فوق، باید به برخی جزئیات و لوازم ضروری نیز توجه کنیم. جزء اصلی سانتریفیوژ موتور است. موتور به دو دسته موتور با برس کربن و موتور براشلس تقسیم می شود. اولی حذف شده است. اکثر سانتریفیوژها در حال حاضر موتورهای براشلس هستند و برخی از موتورها دارای عملکرد ترمز نیز هستند.

سانتریفیوژهای یخچال دار از نظر تبرید نیز متفاوت هستند. فناوری فعلی سازگار با محیط زیست البته تبرید بدون CFC است. علاوه بر این، مشکل نویز باید در نظر گرفته شود و سعی کنید یک سانتریفیوژ کم نویز را انتخاب کنید تا یک محیط آزمایشی راحت را حفظ کنید.

در مورد لوازم جانبی محتاط باشید. برخی از آزمایشات نیاز به استفاده از لوله های سانتریفیوژ مخصوص دارند (نمونه های سمی سانتریفیوژ یا نمونه هایی که نیاز به سانتریفیوژ با سرعت فوق العاده بالا دارند). چنین لوله های سانتریفیوژ باید به آستین های مربوطه مجهز باشند تا ایمن تر باشند.

تفاوت بین سانتریفیوژها برای آزمایش های مختلف

①سانتریفیوژهای معمولی (غیر یخچالی) این نوع سانتریفیوژ ساختار نسبتاً ساده ای دارد و به دو نوع رومیزی کوچک و کفی تقسیم می شود. مجهز به موتور، تنظیم کننده سرعت، تایمر و ... بوده و کارکرد آن آسان است. سرعت سانتریفیوژهای کم سرعت به طور کلی از 4000 دور در دقیقه تجاوز نمی کند و حداکثر سرعت سانتریفیوژهای پرسرعت رومیزی می تواند به 18000 دور در دقیقه برسد.

②سرعت سانتریفیوژ یخچالی با سرعت کم معمولاً از 4000 دور در دقیقه تجاوز نمی کند و حداکثر ظرفیت آن 2 تا 4 لیتر است. بیشتر در آزمایشگاه برای تعداد زیادی از ماکرومولکول های بیولوژیکی اولیه، رسوبات و غیره استفاده می شود. نوبت آن است

دو نوع لوله سانتریفیوژ وجود دارد که از آلیاژ آلومینیوم، نوع تخت و زاویه دار، با شیشه سخت، پلاستیک سخت پلی اتیلن و لوله های فولادی ضد زنگ ساخته شده است. سانتریفیوژ مجهز به موتور، تایمر و رگولاتور است

(نشانگر سرعت) و سیستم تبرید (محدوده قابل تنظیم دما -20^+407) با توجه به نیاز مواد گریز از مرکز، روتور با ظرفیت های مختلف و نوع سرعت متفاوت قابل تغییر است.

®سرعت سانتریفیوژ یخچالی با سرعت بالا می تواند به بیش از 20000 دور در دقیقه برسد. علاوه بر عملکرد و ساختار یک سانتریفیوژ یخچالی با سرعت کم، روتورهای زاویه ای مورد استفاده در سانتریفیوژ پرسرعت همگی از آلیاژ تیتانیوم و آلیاژ آلومینیوم ساخته شده اند. لوله سانتریفیوژ از پلاستیک سخت پلی اتیلن با روکش ساخته شده است. این نوع سانتریفیوژ بیشتر برای جمع آوری میکروارگانیسم ها، بقایای سلولی، سلول ها، اندامک های بزرگ، رسوبات اسید سولفوریک و رسوبات ایمنی استفاده می شود.

سرعت چرخش @Ultracentrifuge می تواند به بیش از 30000 دور در دقیقه برسد که می تواند اندام های درون سلولی را طبقه بندی کند و برای تعیین وزن مولکولی پروتئین و اسید نوکلئیک استفاده شود. روتور از آلیاژ تیتانیوم با استحکام بالا ساخته شده است که با ظرفیت های مختلف و انواع روتورهای سرعتی مختلف با توجه به نیاز قابل تغییر است. دو نوع موتور اولتراسانتریفیوژ وجود دارد، یکی افزایش سرعت مستقیم موتور مدوله شده با فرکانس و دیگری افزایش سرعت از طریق جعبه دنده با سرعت متغیر. برای جلوگیری از تولید گرمای موتور در هنگام کار با سرعت بالا، سیستم موتور خنک کننده (هوا خنک، آب خنک)، محدود کننده سرعت، تایمر، ضبط سرعت و ... تعبیه شده است. علاوه بر این، اولتراسانتریفیوژ به سیستم خلاء نیز مجهز است.