سانتریفیوژ چیست ؟
سانتریفیوژ یا گریزانه، دستگاهی است که اجزای مایعات، گازها و جامدات را بر اساس اختلاف چگالی آن ها بوسیله نیروی گریز از مرکز جدا می‌کند.قیمت اون ازمایشگاهی این جداسازی با چرخش سریع یک روتور( قطع های متحرک از سیستمی الکترومغناطیس که در موتور الکتریکی، آلترناتور و ژنراتور الکتریکی قرار می‌گیرد.) حاوی لوله های نمونه حاصل می‌شود. نیروی گریز از مرکز، موادی که سنگین تر هستند را به خارج از مرکز روتور هدایت می‌کند.
این چرخش باعث می‌شود مواد و ذراتی که تراکم بالاتری دارند در جهت شعاع به سمت بیرون حرکت کنند و در همان حین، موادی که از تراکم پایین تری برخوردارند جابجا شده و به سمت مرکز حرکت می‌کنند اما در سانتریفیوژ آزمایشگاهی، شتاب شعاعی سبب می‌شود ذرات متراکم تر به پایین لوله بروند. گاهی سانتریفیوژ می‌تواند فیلتر مناسبی برای دور کردن آلودگی از بدنه اصلی مایعات نیز باشد.
اجزای سانتریفیوژ
مهمترین اجزای آن موتور الکتریکی، روتور، زمان سنح، شافت دستگاه، کنترل کننده سرعت، کلید و تاچومتر است که تعداد و میزان دور را تعیین می‌کند.
اساس کار سانتریفیوژ
نمونه ها با سرعت معینی حول یک مرکز می‌چرخند. نیرویی در نمونه ها و در جهت عمود بر مسیر چرخش و به سمت خارج از مرکز وارد می‌شود که به نیروی گریز از مرکز معروف است.
سانتریفیوژ در بیشتر آزمایشگاه ها من جمله آزمایشگاه های دانشگاهی، تحقیقاتی و کلینیکی وجود دارد که برای تصفیه و جداسازی سلول ها، اندامک های درون سلولی، پروتئینها، اسیدهای نوکلئیک و ویروس ها استفاده می‌شود.
البته سانتریفیوژهای دیگری نیز هست که محض کاربردهای صنعتی طراحی شدهاند اما در نهایت کاربرد تمامی آن ها یکسان و برای جداسازی اجزای مختلف مواد می‌باشد.
بخش اصلی سانتریفیوژ، روتور است که ساختمان و سرعت چرخش آن، معیار مناسبی برای دستهبندی سانتریفیوژها می‌باشد.
انواع سانتریفیوژها و کاربردها
سانتریفیوژ آزمایشگاهی : این مدل با سایزی کوچک تر اغلب برای جداسازی اجزای مختلف مواد بیولوژیکی یا شیمیایی استفاده شود که از یک روتور با حفره های زاویه دار برای نگهداری نمونه ها تشکیل شده است و انواع آن در ذیل مورد اشاره قرار می‌گیرد.
از آنجا که مهمترین عوامل موثر در کارایی روتور، حداکثر سرعت چرخش (rpm)، حداکثر شعاع (rmax) و حداقل شعاع (rmin) می‌باشند که همگی در میزان نیروی گریز از مرکز و زمان سانتریفیوژ کردن تاثیر می‌گذارند.
k فاکتور یا ضریبی است که این عوامل را به هم ربط داده و به کمک آن میتوان زمانی که برای ته نشینی نمونه‌ها در لوله آزمایش مورد نیاز است را بدست آورد.
سانتریفیوژ با زاویه چرخش ثابت : این مدل فاقد قطعات متحرک است در نتیجه در معرض تنس کمتری قرار می‌گیرد که این امر سبب ایجاد نیروهای گریز از مرکز بیشتر و زمان کمتر می‌شود هرچند تنوع لوله ها و ظروف نمونه در این مدل محدود است و نسبت به محور چرخش دارای زاویهای ثابت می‌باشند که قرارگیری رسوب کاملا وابسته به همان زاویه است و این زاویه بین 25 تا 45 درجه متغیر است و طبعا هرچه این زاویه افزایش یابد رسوبات متراکمتر بوده و پراکندگی کمتری خواهند داشت.
سانتریفیوژ با زاویه چرخش متغیر : برخلاف مدل بالایی، این سانتریفیوژ از تنوع ظروف با حجمهای مختلف 1 تا چمد لیتر را به خاطر وجود آداپتورهای متنوع تر به ارمغان می‌آورد.
در این مدل به دلیل متغیر بودن زاویه، تنش روتور افزیش می‌یابد و وزن آن نیز بر روی میلهها و شیارها فشار اعمال می‌کند درنتیجه نیروی گریز از مرکز کمتر و زمان سانتریفیوژ کردن بیشتر خواهد بود.
در زمان چرخش این روتورها، هنگام افقی بودن لوله ها، ذرات معلق به انتهای لوله هدایت شده و رسوب به شکل تک لای های و یکنواخت در همان جا ته نشین می‌شود. در پایان فرآیند، لوله ها به حالت عمودی بازگشته و رسوبات در انتهای لوله و محلول شفاف روی آنها قرار می‌گیرد در نتیجه جمع آوری و تفکیک این رسوبات با رسوبات تشکیل شده دیواره، آسانتر خواهد بود.
میکرو سانتریفیوژ : این مدل برای مطالعه مواد بیولوژیکی و سلولها در حجم های کوچک بین 0.5 تا 2 میلی متر استفاده می‌شود. میکروسانتریفیوژ ها برای کاربردهای روتین آزمایشگاهی به طور معمول با سرعتی در حدود 16000xg چرخش دارند، در حالی که برای کارکردهای تخصصی‌تر می‌توانند به سرعت‌های بالاتر نظیر 30000xg نیز برسند.
سانتریفیوژ با سرعت زیاد : این سانتریفیوژ برعکس مدل میکروست و برای حجم های 10 میلی متر به بالا به کار میرود. یکی از ویژگیهای این دستگاه، همراهی همزمان روتور با مبدل است که دسترسی به لوله های آزمایشگاهی را افزایش می‌دهد.
سانتریفیوژ صنعتی : این نوع بیشتر برای تصفیه آب، خشک کردن رطوبت مواد و جداسازی اجزای کلوئید ها به کار میرود که اساس کار آن ته نشینی و رسوب مواد می‌باشد.
اولترا سانتریفیوژ : این دستگاه برای تحلیل و بررسی ذرات بیولوژیکی با استفاده از همان نیروی گریز از مرکز به کار میرود. این سانتریفیوژ سرعت بسیار بالایی دارد و قادر است کوچکترین اجزا نظیر ریبوزیم ها، ویروس ها و پروتئین ها را نیز جدا کند. به عنوان یکی از کاربردهای اولترا سانتریفیوژ میتوان به جداسازی اجزای داخلی سرم های خونی برای کاهش کدورت آنها اشاره کرد.
برخلاف اینکه میکروسانتریفیوژها، ذرات به صورت دسته دسته جدا می‌کنند، اولترا می‌توانند ذرات را هم پیوسته و هم ناپیوسته جدا کنند. علاوه بر امکان خالص سازی، اولترا سانتریفیوژ AUC را میتوان برای تعیین خواص درشت مولکول ها مانند جرم، شکل، ترکیب و کانفورماسیون به کار برد.
یک نوع از این مدل برای غنی سازی اورانیوم نیز انتخاب مناسبی است که برای استخراج و خالص سازی اورانیوم از سنگ معدن مورد استفاده قرار می‌گیرد و به سانتریفیوژ گازی یا هست های معروف است.
سانتریفیوژ افتراقی : در این مدل به طور پیوسته و تدریجی و در بازه زمانی مشخص، نیروی گریز از مرکز افزایش می‌یابد و کار آن جداسازی اندامک ها، غشاهای سلولی و میتوکندری ها (به طور کلی عصارههای سلولی) می‌باشد.
سانتریفیوژ گرادیان چگالی : این سانتریفیوژ یکی از بهترین مدل ها برای جداسازی ذرات است که با توجه به توضیحاتی که در بخش اول مقاله داشتیم معیار مناسبی برای سنجش چگالی مولکول ها در مخلوط نیز می‌باشد و درنهایت نیز ذرات موجود، بر حسب مقدار چگالی شان در طول لوله قرار می‌گیرند.
برخلاف شرایط گفته شده، گاهی اوقات، رسوب هایی ناخواسته ایجاد می‌شوند که دلیل این مشکل، تجمع ناخواسته ذرات است. مشکل دیگر نیز ته نشینی قطرات محلول حاوی ذرات می‌باشد که علت این به زمانی برمیگردد که لایه محلول سوسپانسیون باشد و این محلول بر روی لای های که چگالی بیشتری دارد حرکت کند که در این حالت محلول، یا گرادیان چگالی کمی دارد و یا کلا بدون گرادیان می‌باشد
سانتریفیوژهای یخچال دار : این مدل دستگاهی ایده آل برای نمونه های حساس به دما می‌باشد. برای مثال این سانتریفیوژها در بررسی سلول های زنده جانوران یا پروتئین ها به کار می‌روند. اکثر آنها دارای روتورها و آدابتورهای متغیر هستند تا طیف گسترده تری از نمونه در حجم 1 تا چند لیتر را در خود جای دهند. سرعت در این نمونه بسیار متفاوت است و ممکن است در برخی مدل ها به xg60000 نیز برسد.
ویژگی های مشترک شرکت سهامی