راهنمای انتخاب دستگاه سانتریفیوژ آزمایشگاهی

سانتریفیوژ یکی از تجهیزات حساس، مهم و گران‌ قیمت آزمایشگاهی است و در تمامی آزمایشگاه‌ها کاربرد گسترده‌ای دارد. این تجهیز در انواع مختلف تولید وعرضه می شود و هر کدام برای کاربرد بخصوصی بهینه و مناسب هستند. که این مقاله به شما کمک می کند مناسب ترین سانتریفیوژ را انتخاب کنید. با انتخاب های مختلف در بازار، لازم است بدانید که چگونه مناسب ترین و بهترین نوع سانتریفیوژ را انتخاب کنید. هنگام انتخاب سانتریفیوژ، سه فاکتور مهم را بخاطر بسپارید.

•  نیاز آزمایشگاه
•  مشخصات فنی
•  هزینه

نیاز آزمایشگاه

دانستن نیازهای خود قبل از خرید سانتریفیوژ ضروری است زیرا هر کدام بسته به نیاز آزمایشگاه، نوع آزمایش و نوع و تعداد ظروف نمونه برای کاربرد بخصوصی مناسب هستند. پس ابتدا لازم است انواع سانتریفیوژ را بشناسیم.

انواع سانتریفیوژ از لحاظ سایز :

1- سانتریفیوژهای ایستاده (Floor Standing Centrifuge): 

اگر می خواهید حجم زیادی از نمونه را سانتریفیوژ کنید و روش‌های آزمایشات شما به نیروی گریز از مرکز بالایی نیاز دارند این مدل یکی از بهترین گزینه ها هست. ولی این نوع سانتریفیوژها در محدوده قیمت بالاتری قرار می‌گیرند و فضای زیادی را اشغال می‌کنند. پس می توان نتیجه گرفت که این نوع سانتریفیوژها مناسب آزمایشگاهی با فضای نسبتا بزرگ و با تعداد نمونه های زیاد است.

2- سانتریفیوژهای رومیزی (Benchtop Centrifuge):

سانتریفیوژهای رومیزی یکی از انواع رایج سانتریفیوژهای آزمایشگاهی هستند که روی میز آزمایشگاهی قرار میگیرند و فضای کمتری را نسبت به سانتریفیوژهای ایستاده اشغال می‌کنند. وزن آن‌ها نسبت به سانتریفیوژهای ایستاده به مراتب سبک‌ تر است و از قیمت کمتری نیز برخوردار هستند. قابلیت تطبیق پذیری و راحتی را دارند و می توانند به بسیاری از روش ها برای تأمین نیازهای مختلف مجهز شوند این ویژگی ها آنها را به یک راه حل مقرون به صرفه برای بسیاری از آزمایشگاه ها تبدیل می کنند.

3- میکروسانتریفیوژها (Microcentrifuges):

میکروسانتریفیوژها، سانتریفیوژهایی با ابعاد کوچکتر هستند که اغلب برای سانتریفیوژ کردن حجم کمی از نمونه (به طور مثال لوله‌های مویینه) مورد استفاده قرار می‌گیرند و طراحی آن‌ها به گونه‌ای است که فضای بسیار کمی را اشغال می‌کنند. برای کاربرد های روزمره ریز حجمی نظیر پلاسمید، کار های مربوط به DNA و RNA و کیت های miniprep هستند .

انواع سانتریفیوژ از لحاظ سرعت:

1- سانتریفیوژهای اولترا (Ultra-Speed Centrifuge):

اولترا سانتریفیوژها مشابه سایر انواع سانتریفیوژها هستند ولی سرعت چرخش روتور در این سانتریفیوژها بسیار بالا است، به طوری که گاهی سرعت این سانتریفیوژها به ۲۰۰٫۰۰۰ دور در دقیقه هم می‌رسد. از اولترا سانتریفیوژها برای جداسازی اجزا و ترکیب های کوچک استفاده می‌شود. از جمله این ترکیبات می‌توان به کلسترول‌ها و لیپوپروتئین‌ها اشاره کرد. این نوع سانتریفیوژها کاربردهای زیادی در تست‌های دقیق آزمایشگاهی دارند.

2- سانتریفیوژهای دوربالا (High-Speed Centrifuge):

سانتریفیوژهای دوربالا، برای بیشتری از کاربردهای آزمایشگاهی و تحقیقاتی مناسب هستند. این تجهیزات آزمایشگاهی به منظور ایجاد توان عملکرد بیشتر و چرخش‌های با سرعت بالا، طراحی شده‌اند. سانتریفیوژهای دوربالا برای برداشت میکروارگانیسم‌ها، ویروس‌ها، میتوکندری، لیزوزوم و جداسازی سلولی و DNA یا RNA مناسب هستند.

3- سانتریفیوژهای دورپایین (Low-Speed Centrifuge):

این نوع سانتریفیوژها فقط برای جداسازی ذرات حجیم مناسب هستند. سرعت این مدل از سانتریفیوژها حدودا ۲۰۰۰ تا ۸۰۰۰ دور در دقیقه است.

انواع سانتریفیوژها از لحاظ عملکرد

1-سانتریفیوژهای یخچال‌دار و کلاسیک

سانتریفیوژهای کلاسیک برای کار با بسیاری از نمونه‌های آزمایشگاهی مناسب هستند. در حالی که، سانتریفیوژهای یخچال‌دار برای سانتریفیوژ کردن نمونه‌ در دمای پایین  استفاده می شوند. نکته‌ی مهم در رابطه با سانتریفیوژهای یخچال‌دار، حفظ دمای پایین و مناسب حتی در سرعت‌های بالا است. بنابراین اگر در روی نمونه‌های حساس به دما کار می کنید، باید به خرید سانتریفیوژهای یخچال‌دار فکر کنید.

2-سانتریفیوژهای دستی (Manual Centrifuge):

یکی دیگر از انواع سانتریفیوژهای آزمایشگاهی، سانتریفیوژهای دستی (منوآل) هستند. این سانتریفیوژها نیاز به برق ندارند و به همین دلیل در مواقع اضطراری که برق در دسترس نیست، می‌توان از آن استفاده کرد. همچنین از این سانتریفیوژها می‌توان در  مراکز آموزشی و مدارس به عنوان تجهیزات آموزشی استفاده کرد. از خطراتی قابل توجه ای که این نوع سانتریفیوژها به دنبال دارند می توان به ایجاد آئروسل و تماس مستقیم با کاربر، اشاره کرد .

بسته به نوع سانتریفیوژ و موارد استفاده، می تواند عملکردهای زیر را داشته باشد:

• در همولوژی: سانتریفیوژها و سانتریفیوژهای هماتوکریت برای بانک های خون وجود دارد. این سانتریفیوژهای جمع و جور، به طور موثری شمارش حجم گلبول های قرمز خون را تعیین می کنند. آنها اغلب می توانند همزمان 24 لوله مویینه را در خود جای دهند و حداکثر سرعت چرخش آنها معمولاً 12000 دور در دقیقه است.
• در زیست شناسی مولکولی: ممکن است بخواهید دستگاه سانتریفیوژ را برای استخراج DNA بخرید. در این حالت، بسته به نوع نمونه هایی که با آنها کار می کنید، ممکن است به سانتریفیوژ یخچالی نیاز داشته باشید. سانتریفیوژهای یخچالی برای پردازش نمونه هایی که باید در دمای ثابت نگه داشته شوند استفاده می شوند. بنابراین ضروری است که آنها با حفظ حداکثر دما در حداکثر سرعت کار کنند. در بیشتر موارد، دامنه دمایی ارائه شده توسط این سانتریفیوژها بین 20- تا 40- درجه سانتیگراد است که به عنوان مثال آنها را برای تجزیه و تحلیل DNA یا RNA ایده آل می کند.
• در باکتری شناسی: به عنوان مثال از سانتریفیوژها برای سیتولوژی مایعات از منابع مختلف استفاده می شود.
• در انگل شناسی: از سانتریفیوژها برای انجام آزمایش غلظت انگلی استفاده می شود.
• در سم شناسی، داروشناسی و ...

مشخصات فنی:

ابتدا مشخصات فنی دستگاه سانتریفیوژ را بررسی کنید و سپس تصمیم خود را بگیرید، این مشخصات فنی عبارت است از:

1- نیروی نسبی گریز از مرکز (RCF) 

یکی از مهم‌ترین نکاتی که در خرید سانتریفیوژ آزمایشگاهی باید به آن توجه داشت، نیروی نسبی گریز از مرکز (RCF) و سرعت چرخش (RPM) سانتریفیوژ است.

RPM مخفف“Revolutions Per Minute” دور در دقیقه است. تولیدکنندگان سانتریفیوژها سرعت آن‌ها را با استفاده از این کمیت مشخص می‌کنند. روتور، صرف نظر از اندازه‌ی آن، سرعت چرخش مشخصی دارد. اما نیروی اعمال شده به محتویات سانتریفیوژ ، با توجه به اندازه‌ی روتور سانتریفوژ، تغییر می‌کند.

RCF مخفف “Relative Centrifugal Force” نیروی گریز از مرکز نسبی است و بر اساس ضریبی از g اندازه‌ گیری می‌شود و نیرویی است که بر محتویات روتور اعمال می‌شود و ناشی از چرخش روتور است.

در حقیقت در سانتریفیوژها RCF است که باعث جداسازی محلول‌های آبی می‌شود، نه RPM. به همین دلیل برای اطمینان از اینکه سانتریفیوژ مناسبی را انتخاب کرده‌اید نیروی نسبی گریز از مرکز  مورد نیاز برای نمونه‌های خود را در نظر بگیرید.

2- روتورهای مختلف در سانتریفیوژها

روتور سانتریفیوژها دارای انواع مختلفی می باشند که در داخل سانتریفیوژ قرار می گیرند، روتور که در داخل محفظه سانتریفیوژ قرار می گیرد ، نیروی موتور را از حالت چرخشی به حالت دورانی تبدیل می نماید.

روتورهای با زاویه ثابت (Fixed angle)

این روتور ها جهت استفاده در سانتریفیوژ هایی که قابلیت های بالاتر از ۴۰۰۰ دور بر دقیقه را دارند مورد استفاده قرار می گیرند. که می‌توان برای میکروتیوب، لوله ها با حجم های بالاتر و لوله های فالکن نیز مورد استفاده قرار بگیرد. این نوع از موتورها به دلیل زاویه ثابت ۴۵ درجه ای که دارند در دوره های بالاتر از ۴۰۰۰ قابل استفاده بوده و از این روتورها در سانتریفیوژهای سرعت بالا استفاده می شود. 

روتورهای با زاویه متغییر (swim angle)

 برای جداسازی محلول ها از این روتور ها استفاده می شود و بدین صورت عمل می نمایند که پس از شروع به کار و حرکت دستگاه، با توجه به زاویه ۹۰ درجه ای که پیدا می کنند بر اساس وزن مولکولی محلول ها را جدا سازی می نمایند. این نوع روتورها برای لوله‌های متفاوتی قابل استفاده می باشند که شامل لوله های آزمایشگاهی روتین، لوله های با حجم بالا می باشند.  بالاترین سرعت مورد استفاده برای این روتور ها، می تواند ۴۰۰۰ دور در دقیقه یا ۴ هزار RPM باشد.
دستگاه های سانتریفیوژ آزمایشگاهی که برای جداسازی سرم از آنها استفاده می شود که به اختصار به آنها سانتریفیوژ خون نیز می‌گویند دارای این مدل از روتر ها می باشند.

برای انتخاب روتور مناسب، توجه به نکات زیر مهم است: 

• ظرفیت: روتور چند نمونه را می تواند نگه دارد.
• سرعت: با توجه به نوع روتور انتخابی شما متفاوت است. با روتورهای با زاویه ثابت می توان سرعت بسیار بالاتری نسبت به روتورهای چرخان به دست آورد .
• نوع نمونه ای که باید سانتریفیوژ شود .
• برای کاربردهای متنوع، انتخاب مدلی که با روتورهای مختلف کار کند بسیار مهم است. به همین ترتیب ، اطمینان از تغییر آسان روتور مهم است. برخی از مدل ها به سیستم شناسایی روتور اتوماتیک مجهز هستند.

گزینه هایی برای سانتریفیوژ اهمیت دارند:

بسیاری از ویژگی های مهم هم برای ارگونومی و هم برای ایمنی کاربر و نمونه ها وجود دارد. گزینه های زیر برای سانتریفیوژها موجود است:

•  یخچالدار، بدون یخچال، دارای سیستم گرمایشی
• روکش سانتریفیوژ قفل دار
• کارکرد باتری 
• مدل های کم صدا یا مدل های مجهز به جعبه ضد صدا
• مدل هایی با تایمر یا بدون تایمر برای تنظیم زمان سانتریفیوژ
• دور سنج برای اندازه گیری سرعت چرخش
• نمایشگر دیجیتال
• حسگر شناسایی روتور
• حسگر بارگذاری بالانس
• سنسور داغ شدن محفظه
• دارای سیستم اتوماتیک قفل درب با عملکرد روان و ایمن
• دارای سیستم هشدار بسته نشدن درب دستگاه
• امکان تنظیم سرعت چرخش (شتاب و ترمز)
• روتور خود متعادل کننده
• لوازم جانبی متعدد و متناسب با مقدار نمونه
• لوازم جانبی قابل اتوکلاو

مجموع هزینه ها

لازم به یادآوری است که سانتریفیوژ با توان بالا برای کار، به انرژی بیشتری احتیاج دارد. در نتیجه، برخلاف آن، سانتریفیوژهای کم سرعت، کم مصرف هستند. با این حال، چند مدل هست که گران نیستند و هنوز هم می توانند نتایج قابل قبولی ارائه دهند، هرچند به اندازه سانتریفیوژهای پرسرعت گران قیمت دقیق نیستند. نکته قابل توجه دیگری که باید در هنگام انتخاب سانتریفیوژ مورد توجه قرار گیرد این است که دستگاه را می توان با روتور یا بدون آن خریداری کرد، اگر روتورها از مدل خارج شده اند، باید روتورها را جداگانه خریداری کنید. علاوه بر این، در صورت بروز اتفاقات غیرمنتظره ای که پیش بینی نکرده اید، باید ضمانت دستگاه را نیز در نظر گرفت.

جمع بندی

باتوجه به تنوع بالا تولید و عرضه دستگاه سانتریفیوژ در بازار، باید برای خرید سانتریفیوژ آزمایشگاهی در وهله اول نیازهای آزمایشگاه خود را بسنجید. در مرحله بعد، شرایط آزمایشگاه از جمله، فضای آزمایشگاه، سرعت، دما و حجم نمونه برای آزمایش خود را ارزیابی کنید. همچنین دسترسی به یک تولیدکننده قابل اطمینان و دریافت خدمات پس از فروش به موقع از اهمیت بالایی برخوردار است. پس از بررسی تمامی این جوانب می‌توانید انتخاب مناسبی داشته باشید.