شنبه, 25 مهر 1394 ساعت 09:45

سانتريفوژ

نوشته شده توسط
این مورد را ارزیابی کنید
(0 رای‌ها)

 

سانتريفوژ(سانتريفيوژ) برگرفته از واژه لاتين centrum به معناي مرکز و Fugere به معناي گريز است. اين وسيله با استفاده از نيروي گريز از مركزدر حرکت دوراني تركيبات يک مخلوط را از هم جدامي کند وانواع مختلف آن در صنعت و تحقيقات کاربرد دارد. در اين مقاله به ارائه توضيحاتي در خصوص اين دستگاه پر کاربرد آزمايشگاهي مي پردازيم.

موارد استفاده ازسانتريفيوژ
 سانتريفيوژ به وسيلة نيروي گريز از مركز)نيرويي که وقتي اجسام حول يک محورثابت مي چرخند، ايجاد مي شود( ذرات سوسپانسيون را از مايع جدا مي کند. حركت دوراني مي تواند سبب تفکيک دو مايع با غلظت هاي مختلف شود. در نتيجة حرکت دوراني نيرويي چندبرابر نيروي جاذبه در يک مدت زمان کنتر ل شده، ايجاد مي شود.در آزمايشگاه، سانتريفيوژ در مراحلي مانند جداسازي مواد جامداز مايعات باليني درنتيجة تشکيل رسوب و همچنين براي تفکيک اجزاي مختلف خون ازجمله گلبول هاي قرمز، گلبول هاي سفيد، پلاکت ها و انجام آزمايش هاي متعدد ديگر نظير PRP کاربرددارد.

مدل هاي متفاوت سانتريفيوژ
در حال حاضر مدل هاي مختلف سانتريفيوژ با کاربرد هاي مختلف در جهان موجود است. بيشترين مدل هايي که درآزمايشگاه هاي بهداشتي و باليني استفاده مي شوند، سانتريفيوژ روميزي، اولترا سانتريفيوژ، سانتريفيوژ هماتوکريت و سانتريفيوژ ايستاده هستند.

اصول عملکرد
اساس كار سانتريفيوژها بيانگر قانون حرکت نيوتن است. وقتي جرمي(m)حول يك محور مركزي ثابت به صورت دوراني(O) حرکت مي کند، يک نيروي گريز از مركز(N) به محور آن به بزرگي N = mω2R اعما ل مي شود. در اين فرمول (M)جرم، (R) شعاع و ω سرعت زاويه اي است. سانتريفيوژها يک محور چرخان مركزي دارند که به محفظة نگهدارندة نمونه ها متصل است. 
سرعت از فرمول زير تعريف شده است:
VT = ωR در نتيجه وقتي سيستم با سرعت ω راديان در ثانيه مي چرخد، نمونه ها تحت تأثير نيروي گريز از مركز Fp به بزرگي N و در خلاف جهت قرار مي گيرند. نيروي Fp روي ذرات نمونه عمل مي کند و سبب جداشدن آنها براساس چگالي هاي مختلف مي شود. در زمان كوتاه، ذرات متراکم رسوب مي کنند، درحالي که ذرات با تراکم کم در زمان طولاني روي لايه هاي بالايي لوله ته نشين مي شوند. رابطة بين نيروي گريز از مركز ( ω2r )، شعاع موردنظر ( r) و جاذبة زمين ( g)،نيروي نسبي سانتريفيوژ(RCF) نام دارد.
نيروي سانتريفيوژ امکان مقايسة انواع مختلف محورهاي چرخان را زماني که نيروي سانتريفيوژ يکسان به آنها وارد مي شود، فراهم مي سازد.

اجزاي سانتريفيوژ
اجزاي اصلي تشکيل دهنده يک سانتريفيوژ به شرح زير است.
کنترل الکترونيکي که معمولا داراي قسمت هاي زير است:
  کنترل روشن و خاموش، تايمر، کنترل سرعت، کنترل دما(در سانتريفيوژ هاي يخچال دار)، کنترل ارتعاش و سيستم توقف.
 سيستم يخچالي
 سيستم خلا
 بدنه
 درب دستگاه
 محفظه
 موتور الکتريکي
 محور چرخان(انواع متداول آن:زاويه ثابت، شناور، لوله عمودي)

انواع محور چرخان
محور چرخان با زاويه ثابت: در اين نوع، لوله ها زاويه اي ثابت نسبت به محور سانتريفيوژ دارند.کاربرد عمده اين نوع در ايجاد سديمان هاي سلولي است.زاويه دار بودن سبب مي شود مسير حرکت ذرات کوتاه تر شده و زمان سانترفيوژ آنها در مقايسه با محور چرخان با سبد شناور کمترخواهد شد.
محور چرخان با سبد شناور: اين محور چرخان در انجام مطالعات بر اساس چگال ذرات و در مطالعاتي که سرعت حرکت ذرات بر اساس اندازه آنهاست کاربرد دارد.
محور چرخان با لوله هاي عمودي: اين نوع براي مطالعاتي که بر اساس چگالي ذرات و در مواقعي که زمان کوتاه سانتريفيوژ شدن عامل مهمي در تشکيل لايه هاست کاربرد دارد.
محور چرخان با لوله تقريبا عمودي: اين نوع براي جداسازي نمونه هايي که ته نشيني ذرات بر اساس چگالي يا اندازه نيست طراحي شده است.

کنترل کيفيت
کنترل کيفيت سانتريفيوژ به منظور اطمينان از عملکرد صحيح قطعات دستگاه است (سرعت موتور، زمان سنج، دما)که در دوره زماني مشخص انجام مي شود و شامل مراحل زير است :
 سرعت سانتريفيوژ:
 ابزار سنجش سرعت سانتريفيوژ تاکومتر است. سرعت سانتريفيوژ حداقل بايد هر سه ماه يکبار بررسي شده و ميزان سرعت اندازه گيري شده نبايد بيشتر از 5% با سرعت مورد انتظار تفاوت داشته باشد.
زمان سنج سانتريفيوژ:
 بهتر است زمان سنج حداقل هر شش ماه يکبار در مقابل زمان سنج کاليبره مورد بررسي قرار گيرد براي اين امر زمان سنج را در زمان هاي مختلف تنظيم و با کرنومتر محاسبه کنيد اعداد حاصل نبايد بيش از 10% با زمان مورد انتظار تفاوت داشته باشد.
کنترل دما: برخي سانتريفيوژ ها هنگام کار ايجاد حرارت بالايي در داخل محفظه خود مي نمايد و اين دما مي تواند بر کيفيت نمونه و غلظت کميت هاي آن تاثير گذار باشد لذا هنگامي که اندازه گيري کميتي مورد نظر به دما حساس است بهتر است از سانتريفيوژ يخچال دار استفاده شود. براي کنترل دما مي توان در لوله آزمايش آب مقطر بريزيم و دماي آن را تعيين نموده و سپس لوله را در سانتريفيوژ قرار داده و دستگاه با دور مشخص روشن مي شود که در نتيجه آن، پس ازمدت مقرر دماي آب داخل لوله مجدد اندازه گيري مي شود. دماي سانتريفيوژ هاي يخچال دار بايد هر ماه بررسي شده و ميزان دماي اندازه گيري شده نبايد بيش از دو درجه سانتيگراد با دماي انتظار اختلاف داشته باشد.
چهار نکته مهم در کار با دستگاه سانتريفيوژ
استفاده از سايز لوله مناسب با سانتريفيوژ
نکته: اگر شما به جاي يک ميکروتيوب 1.5ميلي ليتر ازيک ميکروتيوپ0.5ميلي ليتري استفاده مي کنيد،بايد از آداپتور براي جلوگيري از شکستن ميکروتيوب کوچک استفاده کنيد.
مساوي بودن محلول تيوب ها وبالانس قرار دادن نمونه ها يعني دقيقا روبه روي هم قرار گرفتن ميکروتيوب هاي يکسان در سانتريفيوژ.
قرار دادن درپوش بر روي روتور.
چک کردن تنظيمات.
انواع لوله هاي قابل استفاده در دستگاه سانتريفيوژ
لوله هاي آزمايشگاهي شيشه اي ساده
لوله هاي خونگيري به شيوه تحت خلاء
لوله مخروطي شکل
لوله گاما کانتر
تيوب و ميکروتيوب
 عيب يابي دستگاه سانتريفيوژ و راه حل هاي رفع عيب
يکي از مشکلات دستگاه مي تواند لرزش شديد باشدکه عامل اين عيب هر يک از عوامل زير مي تواند باشد:
محور چرخان بالانس نيست
راه حل: بارگذاري محور چرخان را تنظيم کنيد.وزن هاي لوله هاي متقابل هم بايد يکسان و متقارن باشد.محورهاي چرخان در سانتريفيوژهاي زاويه ثابت و عمودي را متقارن (هم وزن) بارگذاري کنيد.
 سرعت انتخاب شده به سرعت بحراني نزديک است. 
راه حل: سرعت مناسب و خارج از محدوده ي سرعت بحراني انتخاب نماييد.
 محور چرخان خوب جاسازي نشده است.
راه حل: اطمينان حاصل نماييد که محور چرخان درست جاسازي شده است و آن را کنترل کنيد.
 پايه محور چرخان روغن کاري نشده و يا کم روغن کاري شده است.
راه حل: محور چرخان را با توجه به توصيه هاي سازنده روغن کاري نماييد.

از مشکلات ديگر دستگاه اين است که در و محفظه ي محور چرخان بعد از سانتريفوژ کردن به سختي باز مي شود.که عوامل زير مي تواند يکي از علت هاي آن باشد:
حين سانتريفيوژ کردن خلا ايجاد مي شود.
راه حل: قسمت تهويه را در سمت بالاي محور چرخان يا سبد لوله ها را باز کنيد تا خلا از بين برود.
واشرها با روغن و با ذرات فلزي آلوده شده اند.
راه حل: واشرها را تميز روغن کاري نماييد و حتما از توصيه هاي سازنده براي اين منظور استفاده کنيد.

يکي ديگراز مشکلات، نشتي لوله ها است که عوامل زير مي تواند يکي از علل ايجاد آن باشد:
 در لوله هاي آزمايشگاهي محکم بسته نشده است.
راه حل:در لوله ها را تنظيم و محکم نماييد.
 لوله ها خيلي پر هستند.
راه حل: سطح مايع بايد پايين تر باشد تا از نشتي لوله ها جلوگيري شود.

از ديگر مشکلات ترک خوردن و يا شکسته شدن لوله هاست.عوامل و توصيه هاي رفع آن در زير ذکر شده است.
اگر لوله ها در دماي کمتر از دماي توصيه شده استفاده شوند مي توانند ترک خورده و يا بشکنند.
راه حل: اگر نمونه يخ زده است.دماي آنها را پيش از سانتريفيوژ کردن به 2 درجه ي سانتي گراد برسانيد.عمل کرد لوله ها در دماي پايين پيش از سانتريفوژ کردن ارزيابي نماييد.
لوله ها بر اثر استفاده مي توانند شکسته شوند.
راه حل: لوله هاي تاريخ گذشته را دور بريزيد و از لوله هاي جديد استفاده کنيد.

تا اينجا مشکلات مربوط به محورهاي چرخان و لوله ها را بيان کرديم و در ادامه مي خواهيم مشکلاتي را که براي سيستم هاي مختلف دستگاه پديد مي آيد نيزذکر کنيم.
از مشکلاتي که در بيشتر تجهيزات و همچنين سانتريفيوژ ها رخ مي دهد مسئله سوئيچ اصلي روشن بودن دستگاه را نشان مي دهد ولي سانتريفيوژ کار نمي کند. که مي توان به اينکه جريان الکتريکي به دستگاه وارد نمي شود شک کرد و بايستي از عمل کرد منبع تغذيه اطمينان حاصل کنيم.
گاهي دکمه ي عدم تعادل فعال مي شود که مي توان پي برد لوله ها در سانتريفيوژ بالانس نيستند و يا سانتريفيوژ تراز نيست. که بايد سانتريفيوژ را در يک سطح تراز قرار دهيم.
گاهي مشاهده مي کنيم سانتريفيوژ در سرعت کم لرزش دارد. از دلايل اين مشکل بالانس نبودن لوله ها در سانتريفيوژ است و همچنين اينکه مکانيسم تنظيم محور چرخان گير دارد که بايد آنها را کنترل و تنظيم کنيم.
سرعت چرخش به حداکثر سرعت انتخابي نمي رسد که اين مسئله حاکي از آن است که زغال ها معيوب هستند.بايد سانتريفيوژ را خاموش کنيد از سالم بودن زغال ها اطمينان حاصل کنيد و در صورت لزوم زغال ها را با مشخصات يکسان جايگزين نماييد. همچنين مي توانداين مشکل به دليل کاليبره نبودن کنترل سرعت باشد.
همچنين مشاهده شده است که محفظه سرد ولي محور چرخان گرم است.که بايد در اينجا از انتخاب صحيح دما اطمينان حاصل کنيم.

منبع : ماهنامه مهندسی پزشکی

خواندن 2586 دفعه آخرین ویرایش در یکشنبه, 03 آبان 1394 ساعت 13:00
محتوای بیشتر در این بخش: « holter monitor آمالگاماتور »
برای ارسال نظر وارد سایت شوید