Santrifüj, kimya, biyokimya ve moleküler biyoloji gibi alanlarda gerekli olan maddeleri yoğunluklarına göre ayırmak için merkezkaç kuvvetini kullanan çok önemli bir bilimsel cihazdır. Düşük, yüksek ve ultra hızlı çeşitleri mevcuttur; dönme hızı ve kapasite temel faktörlerdir. Operasyon sırasında sıkı güvenlik prosedürlerine uymak zorunludur.
Makale aşağıdaki noktalardan santrifüjleri tanıtacaktır:
Santrifüj Makinesinin Çalışma Teorisi
Santrifüj Makinesinin Sınıflandırılması
Santrifüj Makinasının Bileşenleri
Santrifüjlerin Ana Teknik Parametreleri ve Performans İndeksleri
Santrifüjlerin Uygulamaları ve Bakımı
Yaygın Santrifüj Arızaları ve Sorun Giderme Yöntemleri
Santrifüj Makinesinin Çalışma Teorisi
Genel Prensip
Santrifüjlerin çalışma prensibi merkezkaç kuvvetinin uygulanmasına dayanmaktadır.
Santrifüj yüksek hızda dönerek karışımdaki farklı yoğunluktaki veya parçacık boyutlarındaki maddelerin ayrılmasına neden olur. Daha yoğun veya daha büyük parçacıklar dış kenara doğru itilirken, daha hafif veya daha küçük olanlar merkeze daha yakın kalır.
Bu prensip tıp, bilim ve endüstri gibi çeşitli alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.
Spesifik Yöntemler
l Diferansiyel Hız Santrifüj Yöntemi
Bu yöntem, merkezkaç kuvveti alanında farklı parçacıkların sedimantasyon oranlarındaki farklılıklardan yararlanır. Aynı santrifüj koşulları altında, bağıl merkezkaç kuvveti sürekli olarak arttırılarak, farklı boyut ve şekillerdeki parçacıklar, üniform olmayan bir karışım içinde adım adım çökeltilir. Esas olarak organeller ve virüsler gibi genel ve özel numunelerin ayrılması için kullanılır.
l İzodensite Santrifüjleme Yöntemi
Numune belirli bir inert gradyan ortamında santrifüj çökeltme veya sedimantasyon dengesine tabi tutulur. Belirli bir merkezkaç kuvvetinin etkisi altında parçacıklar, gradyan sıvısında belirli belirli konumlara dağıtılır ve bu da farklı bölgelerin ayrılmasına neden olur.
Santrifüj Makinesinin Sınıflandırılması
Amaca Göre: Hazırlama türü, analitik tür ve hem hazırlama hem de analiz için çift amaçlı tür
Hıza göre: düşük hız, yüksek hız, ultrasantrifüjler vb.
Yapısına göre: Tezgah üstü tip, çok tüplü mikro tip, hücre smear tipi, kan yıkama tipi, yüksek hızlı soğutmalı tip, büyük kapasiteli düşük hızlı soğutmalı tip, tezgah üstü düşük hızlı otomatik denge santrifüjü vb. olarak ayrılabilir.
Santrifüj Çeşitleri
Düşük hızlı santrifüj
Bunlar sıklıkla laboratuvarlarda maksimum 4000-5000 rpm hızında çalıştırılan rutin parçacık ayıklama için kullanılır. Birkaç sıcaklık düzenlemesi örneği vardır ve genellikle oda sıcaklığında çalıştırılır. Bu santrifüjler, plazma ve serumun yanı sıra beyin omurilik sıvısı, plevral ve periton sıvıları ve idrar gibi bileşenleri ayırmak için kullanılan sallanan kova ve sabit açılı rotor tiplerini kullanır.
Yüksek hızlı santrifüj
Dakikada 15.000 ila 30.000 devir arasında değişen, biraz daha yüksek hızlarda çalışabilir ve hassas biyolojik moleküllerin kritik analizi için operasyonun hem sıcaklığını hem de hızını düzenleyen bir cihaz içerir. Bu santrifüjlerde üç rotor kullanılır: sabit açılı, döner kovalı ve dikey. DNA ve RNA saflaştırması, hücre altı parçalama ve mitokondri gibi hücresel bileşenlerin izole edilmesi için kullanılırlar.
Ultrasantrifüj
Geleneksel santrifüjlerin ayıramadığı küçük molekülleri hızlı bir şekilde ayırabilen son derece gelişmiş ve sofistike bir santrifüjdür. Ultrasantrifüj rotor hızları 60.000 ila 150.000 rpm arasında değişebilir. Numuneleri gruplar halinde veya sürekli akış sistemleri olarak çalıştırırlar ve daha büyüktürler. Ultrasantrifüjler, moleküler biyoloji ve biyokimya alanında nükleik asitlerin ve proteinlerin saflaştırılması için vazgeçilmezdir.
Santrifüj Makinasının Bileşenleri
Rotorun tanıtımı
Rotor, numuneleri ayırmak için kullanılan bir santrifüjün temel bileşenidir ve hızı, rotorun malzemesine ve gücüne bağlıdır. Düşük hızlı santrifüjler genellikle güçlü ancak hafif, süper sert alüminyum alaşımları kullanırken, ultrasantrifüjler titanyum alaşımlarını kullanır. Genellikle aynı tip santrifüjlerde daha hafif ve daha küçük kapasiteye sahip rotorlar daha yüksek hızlarda dönerken, daha ağır rotorlar daha düşük hızlarda döner. Santrifüjler genellikle her biri farklı merkezkaç kuvveti alanlarını ve sedimantasyon mesafelerini yansıtan çeşitli rotor şekillerine sahiptir. Ayırma gerekliliklerine göre rotorların doğru seçimi pratik uygulamalarda çok önemlidir.
Yaygın Rotor Türleri
Sabit açılı rotorlar : Bu rotorlar, parçacıkların radyal olarak dışarı doğru hareket ederken kısa bir mesafe kat etmesini sağlayacak şekilde tüpleri düşeye 14 ila 40° açıyla tutar ve diferansiyel santrifüjlemede kullanılır.
Sallanan kova rotorları : Bu rotorlar, santrifüj tüpleriyle birlikte, hızlanma sırasında yatay bir konuma salınarak parçacıkların daha uzun bir mesafe kat etmesini sağlar, böylece süpernatanın peletten daha kolay ayrılmasını kolaylaştırır. Bu tip motorlar yoğunluk gradyanlı santrifüjlemede kullanılır.
Dikey rotorlar : Bunlar tüpleri dikey, yani motor eksenine paralel tutar ve parçacıklar, ayrılma için daha kısa sürelerle daha kısa mesafelere hareket eder. İzopiknik ve yoğunluk gradyan ayrımı için kullanılır.
Santrifüjlerin Ana Teknik Parametreleri ve Performans İndeksleri
1. Maksimum Hız: Santrifüj rotorunun elde edebileceği, rpm cinsinden ölçülen en yüksek dönüş hızı.
2. Maksimum Santrifüj Kuvveti: Santrifüj tarafından üretilen ve 'g' cinsinden ölçülen maksimum bağıl merkezkaç kuvveti (RCF).
3. Maksimum Kapasite: Bir santrifüjleme döngüsünde işlenebilen maksimum numune hacmidir ve genellikle 'm×n' olarak gösterilir. (Burada 'm', aynı anda barındırılan maksimum santrifüj tüpü sayısını belirtir ve 'n', 'ml' cinsinden ölçülen, iki santrifüj tüpüne ayrılabilen maksimum numune hacmini temsil eder.)
4. Hız Aralığı (Hız Ayar Aralığı): Santrifüjde rotor hızlarının ayarlanabilir aralığıdır.
5. Sıcaklık Kontrol Aralığı: Santrifüj işlemi sırasında kontrol edilebilecek örnek sıcaklık aralığı.
6. Çalışma Gerilimi: Santrifüjün çalışması için gerekli olan gerilimdir.
7. Güç Tüketimi: Tipik olarak santrifüj motorunun nominal gücünü ifade eder.
Santrifüjlerin Uygulamaları ve Bakımı
Santrifüjlerin yüksek dönme hızı ve oluşturduğu önemli merkezkaç kuvveti nedeniyle, bunların yanlış kullanılması veya düzenli muayene ve bakım yapılmaması halinde ciddi kazalar meydana gelebilir. Bu nedenle kullanım sırasında çalıştırma prosedürlerine ve bakımına kesinlikle uyulmalıdır.
1. Dengeyi Koruyun : Santrifüj tüpleri ve içerikleri önceden dengelenmeli ve simetrik olarak yerleştirilmelidir. Yükün rotor etrafında eşit şekilde dağıtılmasını sağlamak için rotora hiçbir zaman tek sayıda tüp yüklenmemelidir.
2. Doğru Çözeltiyi Yükleyin : Santrifüjleme sırasında dışarı fırlayarak rotor dengesizliğine, pasa veya korozyona neden olmasını önlemek için açık santrifüje aşırı çözelti yüklenmemelidir.
3. Gözlemlemeye Devam Edin : Santrifüj işlemi sırasında, santrifüj üzerindeki aletlerin düzgün çalışıp çalışmadığının belirlenmesi için sürekli olarak gözlemlenmelidir. Herhangi bir anormallik durumunda makine derhal durdurulmalı ve arızalar derhal giderilmelidir. Temel neden tespit edilene kadar çalışmaya devam edilmemelidir.
4. Muayene Her kullanımdan önce : dengeyi korumak için rotor açıklıkları herhangi bir yabancı nesne ve kir açısından sıkı bir şekilde kontrol edilmelidir. Rotorda ayrıca herhangi bir hasar veya aşınma belirtisi olup olmadığı kontrol edilmelidir.
5. Plastik tüplere dikkat edin : Plastik santrifüj tüplerinin kullanım sıklığını kontrol edin ve eşleşen özellikleri kontrol edin. Farklı tipteki santrifüj tüpleri, farklı malzeme özelliklerine ve maksimum hız sınırlarına sahiptir.
6. Ön soğutma : Numuneleri düşük sıcaklıklarda santrifüj ederken, belirli bir süre ön soğutma gereklidir.
7. Düzenli bakım : Santrifüj ana gövdesinin yataylığı her üç ayda bir kalibre edilmelidir. Düzenli kullanılmadığı durumlarda ayda 1-2 kez, her seferinde 0,5 saat süreyle düşük hızda çalıştırılmalıdır.
Yaygın Santrifüj Arızaları ve Sorun Giderme Yöntemleri
Yaygın Arızalar
1. Motor çalışmıyor
2. Motor nominal hıza ulaşamıyor
3. Rotor hasarı
4. Dondurucunun başlamaması veya soğutma performansının zayıf olması
5. Santrifüj gövdesinden aşırı titreşim veya olağandışı gürültü gelmesi
Sorun Giderme Yöntemleri
Motorun çalışmaması için
1. Ana güç gösterge ışığı yanmıyor: Sigortanın atmış olup olmadığını kontrol edin ve güç kablosu, fiş ve priz arasında iyi temas olduğundan emin olun.
2. Ana güç gösterge ışığı yanıyor ancak motor başlatılamıyor:
(1) Bant anahtarının veya porselen değişken direncin hasarlı olup olmadığını veya bağlantı kablolarının bağlantısının kesilip kesilmediğini kontrol edin.
(2) Manyetik alan bobininde bağlantısı kesilmiş veya dahili olarak kısa devre yapmış bağlantılar olup olmadığını kontrol edin.
3. Vakum pompası göstergesini ve yağ basıncı göstergesi değerlerini kontrol edin.
Motorun nominal hıza ulaşamaması için
1. Tahrik mili hasarı veya tıkanması. Derhal temizlenmeli ve değiştirilmelidir.
2. İyi temas sağlamak için komütatörü ve fırçaları temizleyin veya değiştirin.
3. Rotor bobini sargılarında kısa devre veya açık devre olup olmadığını kontrol edin.
Rotor Hasarı İçin
1. Rotor kafaları, metal yorgunluğu, aşırı hız, aşırı gerilim, kimyasal korozyon, yanlış seçim, çalışma sırasında dengesiz kullanım ve sıcaklık kontrol arızası gibi faktörler nedeniyle santrifüj tüplerini kırabilir ve bu da numune sızıntısına ve rotor kafası hasarına yol açabilir. Elektrik motoru, periyodik (altı ayda bir veya yılda bir) yağlama gerektiren üst ve alt yataklara sahiptir.
2. Operatörler operasyonel prosedürler konusunda uzman olmalı, uygun santrifüj tüplerini ve rotor kafalarını doğru seçmeli ve rotor kafası kullanımına ilişkin güvenlik faktörlerine ve garanti sürelerine uymalıdır.
Dondurucunun Başlatılamaması veya Zayıf Soğutma Performansı İçin
1. Elektrik kesintisi, elektrik kablosunu ve sigortaları ayrı ayrı kontrol edin.
2. Düşük voltaj, dondurucunun çalışmasını engelleyen güvenlik cihazlarını tetikler.
3. Güç voltajı 180V ila 190V'a düştüğünde dondurucu çalışmaz ve soğutma verimliliği etkilenir.
4. Kötü havalandırma performansı soğutma verimliliğini de etkileyebilir.
Santrifüj gövdesinden gelen aşırı titreşim veya olağandışı gürültü için
1. Santrifüj tüplerinin ağırlığı dengesizdir ve asimetrik olarak yerleştirilmiştir.
2. Rotor deliklerinde yabancı cisim var, yük dengesiz veya kalitesiz boru manşonları kullanılıyor.
3. Rotor milinin üst ucundaki sabitleme somunu gevşektir ve rotor milinin sürtünmesine veya bükülmesine neden olur.
4. Motor rotorunun manyetik alanın merkezinde olmaması gürültü üretecektir.
5. Tabandaki sönümleme yaylarının sabitleme vidaları gevşek veya yaylardan biri kırılmış.
6. Rotorun kendisi hasarlıdır.
