دستگاه سانتریفیوژ
سانتریفیوژ (به لاتین: Centrifuge) (Centre به معنی مرکز) از جمله تجهیزات آزمایشگاهی است که در آن با استفاده از نیروی گریز از مرکز مواد را از یکدیگر جدا می‌کنند. در این دستگاه محفظه‌ای که مواد جداشدنی در آن قرار دارد معمولاً به کمک یک موتور به سرعت حول یک محور می‌چرخد.
سانتریفوژ دستگاهی است که از آن برای چرخاندن مواد با سرعت بالا استفاده می‌شود. دانشمندان معمولاً دستگاه سانتریفوژ را برای جدا کردن ذرات جامد از یک مایع یا تقسیم مخلوط مایعات به اجزای مختلف آن به کار می‌گیرند. مخلوط را درون لوله‌ای قرار می‌دهند که طوری قرار داده شده است که با چرخیدن دستگاه، به سمت خارج از مرکز حرکت می‌کند و به حالت افقی قرار می‌گیرند.
وقتی به حالت افقی قرار می‌گیرند، نیروی گریز از مرکز می‌خواهد که مخلوط را برخلاف مرکز سانتریفیوژ براندو از این نقطه دور کند و ذرات یا مایع سنگین‌تر بیشتر به سمت بیرون (یا ته مخلوط) رانده می‌شوند. وقتی این دستگاه از حرکت باز می‌ایستد، مواد به همین حالت غیرمخلوط می‌مانند. خون و سایر نمونه‌های بیولوژیکی را به وسیله دستگاه سانتریفوژ جدا می‌کنند.
«فرا مرکز گریز» سریع‌ترین سانتریفوژ است که با سرعت ۲۰۰۰۰۰ دور در دقیقه می‌چرخد. از دستگاههای گریز از مرکز بزرگ برای انجام آزمایش بر روی خلبانان نظامی و فضانوردان استفاده می‌شود تا میزان مقاومت آنها در شتابهای بالا معلوم شود. این دستگاه برای جداسازی سوسپانسیون‌ها به کار می‌رود.
انواع
سانتریفوژ در انواع مختلف وجود دارد: سانتریفوژ دیفرانسیل، اغلب برای جدا کردن برخی از اندامهای خاص از کل سلولها برای تجزیه و تحلیل بیشتر قطعات خاصی از سلولها استفاده می‌شود. سانتریفیوژ Isopycnic، اغلب برای جداسازی اسیدهای نوکلئیک مانند DNA استفاده می‌شود سانتریفیوژ گرادیان ساکاروز، اغلب برای تمیز کردن ویروسهای پوشیده شده و ریبوزوم‌ها، و همچنین جدا کردن اندامهای سلولی از عصاره سلولی خالص
میکرو سانتریفیوژ (دستگاهی برای لوله‌های کوچک از ۰٫۲ میلی لیتر تا ۲٫۰ میلی لیتر (میکرو لوله)) سانتریفیوژهای بالینی (دستگاههای سرعت متوسط که برای برنامه‌های کاربردی بالینی مانند لوله‌های خون استفاده می‌شود). سانتریفیوژ چند منظوره با سرعت بالا (دستگاهی برای طیف گسترده‌ای از اندازه لوله، تنوع بالا، رد پای بزرگ) یون سانتریفوژها (مدلهای تحلیلی و تهیه شده)
از آنجا که گرما تولید شده توسط اصطکاک هوا (حتی در ultra centrifuges، جایی که روتور در یک خلاء خوب عمل می‌کند) و ضرورت مکرر نگهداری نمونه‌ها در دمای خاص، بسیاری از انواع سانتریفیوژ آزمایشگاهی سرد می‌شوند و دما را تنظیم می‌کنند.
لوله های سانتریفیوژ
لوله‌های این دستگاه (همچنین به عنوان لوله‌های: اپودورف، لوله‌های میکروفیوژن و لوله‌های میکروکنترلزای) نامیده می‌شوند. لوله‌های با مقاومت بالا از شیشه یا پلاستیک ساخته شده‌اند تا دقیقا در حفره‌های روتور قرار بگیرند. آنها ممکن است در ظرفیت از ۵۰ میلی لیتر تا ظرفیت‌های بسیار کوچکتر استفاده شده در میکروکنترلرها که به طور گسترده در آزمایشگاههای زیست شناسی مولکولی استفاده می‌شوند، متفاوت باشند. Microcentrifuges معمولا به لوله‌های میکرو سانتریفیوژ پلاستیکی یکبار مصرف با ظرفیت ۲۵۰ تا ۲٫۰ میلی لیتر می‌رسند.
لوله شیشه‌ای می‌تواند با اکثر حلالها مورد استفاده قرار گیرد، اما گرایش بیشتری دارد. آنها می‌توانند مانند سایر ظروف آزمایشگاهی پاک شوند و می‌توانند با اتوکلاو شدن استرلیزه شوند. خراشهای کوچک از دست دادن بی‌دقتی می‌تواند موجب شکستن در نیروهای قوی تحمیل شده در طول اجرا شود. لوله‌های شیشه‌ای به داخل آستین‌های لاستیکی نرم افزوده می‌شود تا آنها را در طول اجرا بپوشند.
لوله پلاستیکی، گران‌تر است و با توجه به آن می‌تواند به همان اندازه شیشه‌ای با دوام باشد. هنگامی که لوله‌های سانتریفیوژ پلاستیکی استفاده می‌شود، آب ترجیح داده می‌شود. آنها به طور کامل تمیز، و معمولا ارزان قیمت و به اندازه کافی برای یک بار مصرف در نظر گرفته می‌شود. “میکرولیتر لوله” پلاستیکی یکبار مصرف ۰٫۵ تا ۲ میلی لیتر معمولا در میکرو مرکز فورج استفاده می‌شود.
آنها از یک پلاستیک شفاف انعطاف پذیر شبیه به پلی اتیلن ساخته شده‌اند.
به شکل نیمی از مخروطی و با کلاههای انعطاف پذیر، چسبانده شده‌اند.
برای نمونه‌های بزرگتر از بطریها، که ظرفیت آنها از ۲۵۰ تا ۱۰۰۰ میلی‌لیتر استفاده می‌شود. اگر چه بعضی از شیشه‌های سنگین ساخته شده‌اند، بطریهای سانتریفیوژ معمولا از پلاستیک‌هایی از قبیل پلی پروپیلن یا پلی کربنات ساخته می‌شوند
دستگاه سانتریفیوژ
ایمنی
سانتریفیوژ آزمایشگاهی Eppendorf
بار در یک سانتریفیوژ آزمایشگاهی باید با دقت متعادل شود. این کار با استفاده از ترکیبی از نمونه‌ها و لوله‌های تعادل انجام می‌شود. که همگی دارای وزن مشابه و یا با استفاده از الگوهای متعادل کننده بدون تعادل لوله هستند. تفاوتهای کوچک در توده بار می‌تواند منجر به عدم تعادل نیروی بزرگ زمانی که روتور در سرعت بالا است، شود. این عدم تعادل نیروی چرخش را متورم می‌کند و ممکن است. آسیب به دستگاه یا آسیب شخصی شود. بعضی از سانتریفیوژها ویژگی تشخیص عدم تعادل روتور اتوماتیک را دارند. که بلافاصله پس از تشخیص اجرا را متوقف می‌کند.
قبل از شروع کار با دستگاه، بررسی دقیق مکانیسم قفل کردن روتور و درب ضروری است. یک روتور چرخشی می‌تواند در صورت لمس صدمه جدی ایجاد کند. سانتریفیوژهای مدرن به طور کلی دارای ویژگی‌هایی هستند. که از تماس مستقیم با یک روتور در حال حرکت جلوگیری می‌کنند، زیرا درب اصلی در طول اجرای قفل شده است. به عنوان مثال، سانتریفیوژ No-Air No-Wind جدید دارای مکانیزم قفل اتوماتیک است محفظه تنها زمانی قابل دسترسی است که روتور به توقف کامل برسد.
روتور سانتریفیوژ
روتور سانتریفیوژ دارای انرژی جنبشی فوق‌العاده در هنگام چرخش با سرعت بالا است. شکست روتور، ناشی از فشار مکانیکی از نیروهای بالا توسط موتور، می‌تواند. به علت نقص‌های تولیدی، سایش معمول و پری، یا استفاده نادرست و تعمیر و نگهداری صورت پذیرد. چنین شکستی می‌تواند شکست فاجعه بار، به خصوص با سانتریفیوژهای بزرگتر. و به طور کلی منجر به تخریب کامل دستگاه شود.
در حالی که سانتریفیوژها به طور کلی دارای محافظ ایمنی برای حاوی این شکست هستند. چنین محافظتی ممکن است ناکافی باشد. به خصوص در مدلهای قدیمی‌تر، یا ممکن است. کل واحد سانتریفیوژ از موقعیت آن سوار شود و باعث آسیب رساندن به کارکنان و تجهیزات نزدیک شود. شکست ناپذیری روتور پنجره‌های آزمایشگاهی را خراب کرده و یخچال و فریزر را از بین برد. برای کاهش خطر نارسایی روتور، دستگاههای سانتریفیوژ عملیات را مشخص می‌کنند.
یکی دیگر از خطر بالقوه، هوا گیری نمونه‌های خطرناک در طی سانتریفوژ شدن است. برای جلوگیری از آلودگی آزمایشگاه، دربهای روتور با مهر و مومهای مخصوص آئروسل تنگ وجود دارد. روتور را می‌توان با نمونه در یک کلاه بارگذاری و درب روتور ثابت روی روتور. پس از آن، سیستم آئروسل تنگ روتور و درب به سانتریفیوژ منتقل می‌شود. سپس روتور می‌تواند بدون باز کردن درب درون سانتریفیوژ ثابت شود. پس از اجرای، تمام اجزای روتور، از جمله درب، از مراکز سانتریفیوژ به هود حذف می‌شوند. و نمونه‌ها را در یک سیستم بسته نگهداری می‌کنند.
دستگاه سانتریفیوژ یکی از دستگاههای شرکت نسل امید پژوهش است که به عنوان یکی از تجهیزات آزمایشگاهی و تشخیص طبی کاربرد دارد.