انواع سانتریفیوژ، موارد استفاده و سایر عوامل

انواع سانتریفیوژ آزمایشگاهی ، موارد استفاده و سایر عواملی که قبل از خرید باید در نظر بگیرید

 

مطمئناً شما برنامه ای دارید که نیاز به استفاده از سانتریفیوژ دارد یا به دنبال خرید سانتریفیوژ هستید اما مطمئن نیستید که کدام نوع به بهترین وجه نیازهای شما را برآورده می کند. اگر این مد نظر شماست، پس به جای درستی آمده اید. پس از خواندن این مقاله مختصر و در عین حال آموزنده، به درک درستی از انواع مختلف سانتریفیوژهای موجود، چرایی مفید بودن و نحوه عملکرد آنها دست خواهید یافت، بنابراین اطلاعات لازم برای انتخاب بهترین طرح برای برنامه های آزمایشگاهی خود را خواهید داشت.

 

 

سانتریفیوژها چگونه کار می کنند؟

سانتریفیوژها با جداسازی دو ماده با چگالی متفاوت کار می کنند. بهتر است از آنها برای جداسازی موادی که چگالی مشابهی دارند استفاده شود. یا زمانی که ذرات نامحلول در محلول وجود داشته باشد. یک تصور غلط رایج این است که یک سانتریفیوژ از نیروی گریز از مرکز استفاده می کند. در واقع، همه سانتریفیوژها با استفاده از اصل ته نشینی کار می کنند. اصل ته نشینی جایی است که شتاب روتور باعث می شود که نیروی گریز از مرکز بر روتور و لوله های سانتریفیوژ وارد شود. این امر باعث می شود که مواد متراکم تر در لوله ها در جهت شعاعی به بیرون هدایت شوند. این همچنین باعث می شود که ذرات سبک تر جابجا شوند و به سمت مرکز حرکت کنند. بسیاری از ذرات ممکن است در انتهای لوله های سانتریفیوژ گیر کنند، به خصوص در هنگام استفاده از سانتریفیوژ آزمایشگاهی. این ذرات معمولاً به عنوان گلوله شناخته می شوند و محلول شفاف شده به صورت مایع روی مواد ته نشین شده پدیدار میشود.

اگرچه احتمالاً یک سانتریفیوژ را با چرخش دور در دقیقه (rpm) یا سرعت چرخش تنظیم می‌کنید، اما این شتاب است که عامل مهمی محسوب میشود.  دو روتور را در نظر بگیرید که قطرهای متفاوتی داشته باشند اما سرعت دورانی یکسانی داشته باشند؛ اگر اینطور باشد شتاب دو روتور یکسان نخواهد بود. از آنجایی که شتاب حاصل ضرب شعاع و مربع تکانه زاویه ای است، اندازه روتور به یک عامل کمک کننده تبدیل می شود. در نتیجه نیروی گریز از مرکز نسبی (RCF) به عنوان یک واحد استاندارد استفاده می شود و بر حسب g اندازه گیری می شود.

 

کاربردهای سانتریفیوژ

سانتریفیوژها را می توان برای بسیاری از کاربردها استفاده کرد و انواع مختلفی در بازار امروزی دارد. برخی از کاربردهای رایج برای سانتریفیوژها در زیر ذکر شده است:

• جداسازی مخلوط هایی با چگالی نزدیک
• مایعات غیر قابل اختلاط را جدا کنید
• جامدات معلق رسوبی
• جداسازی خون
• جداسازی ذرات نامحلول (به عنوان مثال پروتئین های نامحلول در محلول پروتئین)
• جداسازی ایزوتوپی
• محیط های شبیه سازی گرانش برای فضانوردان
• عملکرد چرخش ماشین لباسشویی
• جداسازی لجن فاضلاب
• سنتز مواد در یک محیط با جاذبه بالا
  البته خیلی بیشتر هم هست. هر برنامه‌ای که نیاز به جدا سازی دو جزء جداگانه داشته باشد، سانتریفیوژ می‌تواند ابزار مفیدی باشد (مگر اینکه در شیمی آلی یک فاز آلی و یک فاز آبی را جدا کنید، که متوجه خواهید شد که قیف جداکننده برای آن مناسب‌تر است)

 

جهت خرید سانتریفیوژ آزمایشگاهی با ما تماس بگیرید

 

چه نوع سانتریفیوژ های موجود است؟

امروزه انواع زیادی در بازار موجود است که دو عامل اصلی سرعت روتور و اندازه سانتریفیوژ آزمایشگاهی حائز اهمیت است.

بیایید در مورد برخی از سانتریفیوژهای آزمایشگاهی صحبت کنیم که تمام خواص معمولی را که ذکر شد دارا هستند. این تجهیزات برای قرار گرفتن روی میز و استفاده در فضاهای کوچک طراحی و ساخته شده اند که از استاندارد های لازم برخوردار هستند. سانتریفیوژهای بزرگتری هم هستند که در آزمایشگاه های بزرگتر دیده میشوند و به سانتریفیوژهای مدل کف (یا ایستاده) معروف هستند. این نوع سانتریفیوژها به فضای بیشتری نسبت به سانتریفیوژهای رومیزی نیاز دارند، اما از آنجایی که روتورها و لوله‌های سانتریفیوژ بزرگ‌تر هستند، می‌توانند مواد بسیار بیشتری را در خود جای دهند (لوله‌های سانتریفیوژ می‌توانند تا ۵۰۰ میلی‌لیتر را در خود جای دهند). برخی از سانتریفیوژهای کف دارای عملکرد تبرید هستند و دما را می توان بین -۲۰ درجه سانتیگراد تا +۴۰ درجه سانتیگراد تنظیم کرد. RCF همچنین می تواند تا ۱۰۰۰۰۰ گرم برسد. سانتریفیوژهای معمولی به ویژه هنگام استفاده از DNA، RNA، آنتی بادی ها، ویروس ها یا پروتئین ها مفید هستند.

 

 

با این حال، اگر فضا یک محدودیت باشد، میکروسانتریفیوژ رومیزی یا اولتراسانتریفیوژ رومیزی مفیدتر خواهد بود. با این حال، آنها فقط مقدار کمی از مواد را نگه می دارند، بنابراین برای کاربردهایی که اندازه نمونه کوچک است، بهترین استفاده را دارند. سانتریفیوژهای رومیزی را می توان با یخچال داخلی خریداری کرد، اما همه مدل ها دارای یخچال نیستند. در بسیاری از موارد، تبرید از نمونه در برابر تخریب حرارتی ناشی از چرخش روتور محافظت می کند، بنابراین توصیه می شود زمانی که از نمونه های حساس استفاده می شود، یک سانتریفیوژ یخچال دار خریداری کنید. به طور کلی، سانتریفیوژهای رومیزی می توانند برای کاربردهای مختلفی از جمله تحقیقات DNA، RNA و پروتئین، کشت بافت و کشت سلولی استفاده شوند.

میکروسانتریفیوژها RCF تا ۳۰۰۰۰ گرم را فراهم می کنند. آنها معمولاً با اندازه‌های نمونه کوچک ۰٫۲-۲٫۰ میلی‌لیتری کار می‌کنند، اما برخی از سانتریفیوژها مانند سانتریفیوژ Hettich اجازه می‌دهند که صفحات یا لوله‌های سانتریفیوژ بزرگ‌تر به جای نمونه‌های کوچک‌تر جایگزین شوند و انعطاف‌پذیری بیشتری را به ارمغان می‌آورند.

از طرف دیگر اولتراسانتریفیوژها سانتریفیوژهایی با سرعت بالا هستند، با RCF تا ۱۰۰۰۰۰۰ گرم (۱۵۰۰۰۰ RPM). اولتراسانتریفیوژها به دو دسته تقسیم می شوند: اولتراسانتریفیوژ آماده سازی و اولتراسانتریفیوژ تحلیلی. اولتراسانتریفیوژهای آماده سازی رسوب و اجزای بیولوژیکی/آلی مانند DNA، RNA، لیپوپروتئین ها، غشاها، اندامک ها و ویروس ها را جدا می کند. اولتراسانتریفیوژهای تحلیلی نمونه ها را در زمان واقعی شناسایی می کنند. آنها می توانند تعادل و سرعت رسوب، شکل مولکول ها و جرم مولکول ها را تشخیص دهند. اولتراسانتریفیوژها همچنین در بسیاری از زمینه‌های فناوری نانو کاربرد دارند.

و البته انواع دیگری از سانتریفیوژ برای کاربردهای بزرگتر و صنعتی، فضا و کاربردهای انسانی وجود دارد، اما این مقاله بر روی سانتریفیوژهای مقیاس آزمایشگاهی تمرکز کرده است. سانتریفیوژهای پیوسته نیز وجود دارند که به سانتریفیوژهای کاسه ای معروف هستند، اما این سانتریفیوژها کمتر از سانتریفیوژهای آزمایشگاهی استاندارد رایج هستند.

 

جهت استعلام قیمت سانتریفیوژ آزمایشگاهی با ما تماس بگیرید

 

انواع روتور

علاوه بر نوع سانتریفیوژ، نوع روتور نیز می تواند بر فرآیند سانتریفیوژ تأثیر بگذارد. روتورها را می توان از فلز، پلاستیک یا مواد کامپوزیت ساخت. آنها در سه دسته اصلی قرار می گیرند: روتورهای سطل چرخشی، روتورهای درام و روتورهای با زاویه ثابت.

در روتورهای سطل چرخشی، نمونه ها در لوله های سانتریفیوژ قرار می گیرند و در سطل های جداگانه بارگذاری می شوند. این سطل ها در حالت استراحت به صورت عمودی آویزان می شوند اما هنگامی که سانتریفیوژ در حال کار است به حالت افقی حرکت می کنند. آنها را می توان در سانتریفیوژهای کوچکتر تا ۶۰۰۰ گرم استفاده کرد. آنها برای جداسازی آسان فازها، جداسازی ذرات مجزا و برای حل گرادیان چگالی اجازه می دهند. با این حال، آنها در گندله سازی ناکارآمد هستند.

روتورهای درام روتورهای تخصصی برای کاربردهای گریز از مرکز بالا هستند. نمونه ها در یک کاست نگهداری می شوند و به صورت عمودی در روتور قرار می گیرند. نمونه ها از حالت عمودی حرکت نمی کنند. فرآیند ته نشینی شبیه روتورهای سطل چرخشی است اما با سرعت های بیشتر. آنها کارایی بسیار خوبی برای جداسازی چگالی دارند اما این روتور برای کاربردهای پلت کردن مناسب نیست.

روتورهای با زاویه ثابت رایج ترین نوع موجود در آزمایشگاه ها هستند و می توانند بیش از ۶۰۰۰۰ گرم را تحمل کنند. لوله های سانتریفیوژ در یک زاویه ثابت در روتور نگه داشته می شوند و محلول در طی فرآیند سانتریفیوژ مجدداً جهت خود را تغییر می دهد. آنها به ویژه برای کاربردهای پلت کردن و جداسازی چگالی مفید هستند. مقدار موادی که می توان با روتور با زاویه ثابت سانتریفیوژ کرد، متغیرتر است و در مقایسه با هر نوع روتور دیگری می توان از حجم های بالاتر استفاده کرد.