MOHSEN AZAD

تاريخچه  سانتريفيوژ - History

مهندس ارتش انگليسي به نام Benjamin Robins ، دستگاه بازويي چرخشي براي شناسايي داروها ايجاد كرده بود .  در سال 1879 ، Antonin Prandtl ، براي اولين بار سانتريفيوژهاي امروزي را براي جداسازي  خامه از شير مورد استفاده قرار داد . در سال 1879 ، Gustaf de Laval ، نشان داد كه از سانتريفيوژ ميتوان براي كارهاي تجاري استفاده كرد . ابعدا مختلفي از سانتريفيوژ ها گسترش يافته است و طيف وسيعي از عملكردها را از ميلي ليتر تا ليتر را مي تواند مورد ارزيابي قرار دهد .

تصويري از يك سانتريفيوژ متعلق به قرن 19 كه با دست مي چرخيد.

 

توجه به  ميكرو سانتريفيوژ ها ،  در سال 1962 ، توسط شركت آلماني " Netheler & Hinz Medizintechnik "- كه امروزه با نام eppendorf شناخته مي شود –   توسعه يافت و اين شركت سيستم ميكروليتري را براي اهداف ازمايشگاهي مورد استفاده قرار داد . تيوب هاي پلاستيكي ميكرو  و ميكرو سانتريفيوژ ها (مدل 3200) در آزمايشگاه ها براي تجزيه و تحليل در مقايس ميكروليتر مورد استفاده قرار مي گيرد . ميكرو سانتريفيوژ هاي اوليه داراي  يك  دستگيره براي كنترل زمان و فضا براي 12 ميكروتيوب داشتند كه در يك زاويه ثابت مي چرخيدند ولي  فناوري هاي پيشرفته امروزي مانند خنك كننده ، برنامه ريزي ، تشخيص عدم تعادل خودكار ، كاهش  سروصدا ، تغيير سيستم هاي روتر  و ... باعث پيشرفت هاي بسيار زيادي  در اين زمينه شده هست .

 سيستم ميكروليتر ، نقطه شروعي براي طيف گسترده اي از ابزارهاي براي آزمايشگاه مولكولي بوده است  كه توسط بسياري از شركت هاي زيست فناوري  توسعه يافت .

 

طراحي - design

سانتريفيوژ آزمايشگاهي در شيمي ، زيست شناسي و بيوشيمي براي جداسازي  مواد جامد ازمايع در يك سوسپانسيون  مورد استفاده قرار ميگيرد . مواد جامد مي تواند تركيبات غير محلول ، بيومولكول ها ، ارگان هاي سلولي و يا سلول كامل باشد . سانتريفيوژ ها از نظر سرعت و ظرفيت بسيار متنوع هستند . سانتريفيوژ ها معمولا داراي روتوري هستند كه در آن 2،4،6 و يا چاه هاي بسيار زياد هستند كه در آنها لوله هاي ازمايش قرار مي گيرد . زماني كه يك سوسپانسيون در يك دستگاه سانتريفيوژ قرار مي گيرد ، مواد جامد در ته لوله آزمايش ته نشين مي شوند و باعث ايجاد يك ديواره مخلوطي مي شود . اين ديواره باعث مي شود تا مايع روئي ياهمان سوپرناتانت به آساني از سوسپانسيون جدا شود .

به طور كلي دو نوع روتور وجود دارد :

• روتور با زاويه ثابت : اين روتور ها محكم و جمع و جور هستند و معمولا از الومينيوم ساخته مي شوند . در آنها چاهك هايي با زاويه ثابت (براي نمونه با زاويه 45 درجه) تعبيه شده هست كه محل قرار گيري تيوب هاي نمونه است .
• روتور چرخشي يا روتور افقي : روتور شبيه صليب است و به آن سطل هم گفته مي شود . در اين سطل تيوب هاي مختلفي مي تواند ساتريفيوژ شود .

 روتور توسط درب روتور بسته مي شود . روتور در داخل چمبري قرار دارد كه توسط درب فلزي سانتريفيوژ پشتيباني مي شود . درب باز مانع از چرخش موتور روتور مي شود . در زمان سانتريفيوژ درب قفل مي شود درب بسته باعث حفاظت فرد در برابر برخورد با روتور مي شود كه با سرعت بسيار بالا در حال حركت هست . محفظه روتور و درب روتور طوري طراحي شده اند كه در صورت شكستن لوله ها حتي در حداكثر سرعت ، هيچ خطري فرد ازمايش كننده را تهديد نمي كند . قبل از سانتريفيوژ ، بايد لوله هاي موجود در روتور با استفاده از بلانك و يا ساير نمونه ها بالانس شود . با توجه به اهميت اين موضوع (براي خودمون بارها اتفاق افتاده!!) امروزه سانترفيوژ ها به   حس گر تشخيص عدم تعادل خودكار مجهز شده اند .

 براي ديدن تصوير در اندازه بزرگ بر روي عكس كليك كنيد .

 

ميكروتيوب هاي سانتريفيوژ - Centrifuge tubes

اين تيوب هاي داراي اندازه كوچكي هستند و به آنها Microcentrifuge tubes و يا microfuge tubes مي گويند ، ظروف پلاستكي استوانه شكل كه داراي ته مخروطي و درپوش هستند به طور معمولي در ازمايشگاه مورد استفاده قرار مي گيرند. اين لوله ها در ازمايشگاه بيوشيمي و بيولوژي مولكولي  به منظور سانتريفيوژ و يا ذخيره  مقدار كمي از مايع مورد استفاده قرار مي گيرند . اين تيوب ها ارزان و يك بار مصرف هستند . بسياري از شيميدان ها و بيولوژيست ها از اين  ويال ها به جاي ويال هاي شيشيه اي استفاده مي كنند . اين روش وقتي كه مقدار كمتري از يك ماده در تيوب هست  و يا زماني كه مقدار كمتري از يك مايع را اضافه مي كنيم ، مفيد واقع خواهد شد چون ميكروسانتريفيوژ ها بعد از پيپت كردن و يا مخلوط كردن مي توانند قطرات را در ته لوله جمع آوري كنند .

براي بزرگنمائي بر روي عكس كليك كنيد .

ساختار پلي پروپيليني انها باعث مي شود كه انها را دماي هاي بسيار پايين  (-80 سانتي گراد دماي نيتروژن مايع) و يا با حلال هاي آلي مانند كلروفروم  استفاده كرد . تيوب ها در اندازه هاي مختلفي عرضه مي شوند ولي به طور عمومي در رنج  250 μL تا  2.0 mL هستند.  بيشترين اندازه مورد استفاده 1.5 mLاست . مي توان انها را ضد عفوني كرد (فشار يك اتمسفر – 120 درجه سانتي گراد – به مدت 20 دقيقه) و در كارهايي كه در انها اولويت با خلوص نمونه است مانند كارهاي مربوط به DNA و ميكروب ها به طور وسيع مورد استفاده قرار مي گيرند . با توجه به ارزش پايين و مشكل بودن تميز كردن پلاستيك ، بعد از كار كردن با اين تيوب ها انها را دور مي ريزيم . شركت Eppendorf يك علامت تجاري ثبت شده در توليد عمده اين ميكروتيوب ها هست .

 

در تصوير سه نوع ميكروتيوب ديده مي شود كه اندازه انها به ترتيب 2 و 1.5 ميكروليتر و 200 ميكروليتر هست. از اين تيوب ها در PCR استفاده مي شود .

ايمني - Safety

بعد از بارگيري و لود سانتريفيوژ بايد از تعادل روتور مطمئن شويم . كمترين ميزان  در حجم دو طرف ، در سرعت هاي بالا مي تواند نيروي غير تعادلي بسيار زيادي را ايجاد كند . اين نيروي عدم توازن در سرعت هاي بالاي روتور باعث صدمه به دستگاه ويا صدمه جاني شديدي خواهد شد . بازهم يادآوري مي كنيم كه برخي از دستگاه ها داراي كنترل توازن هستند كه برنامه كنترل كننده در صورت عدم تعادل در روتور ، باعث جلوگيري از كار سانتريفيوژ مي شود .

قبل از استفاده از دستگاه ، روتور و چاهك ها را بررسي كنيد . در حين حركت روتور دستگاه به هيچ وجه نبايد لمس شود چون چرخش روتور مي تواند باعث اسيب هاي جدي اي شود . يك مطلب جالبي هم كه هست و از منبع معتبري ذكر نشده و نياز به تحقيق دارد اين هست كه در اولرتاسانتريفيوژ در حين چرخش اگر كلا دستگاه از كار بافتد و روتوز ازاد شود نيرويي برابر با يك بمب را ازاد مي كند پس زياد مواظب باشيد .

زماني كه نمونه خطرناكي (بيوهزارد) را مي خواهيد سانتريفيوژ كنيد براي جلوگيري از خروج ذرات ائورسل و ايجاد مشكلات بعدي بر روي درب دستگاه واشر مخصوص قرار دهيد . بعد از سانتريفيوژ با روشن كردن هود ذرات ائورسل هم اگر ايجاد شده باشد حذف خواهد شد .