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Arbeiten mit Zentrifugen

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Lab Safety

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Working with Centrifuges

6.1: Proper Personal Protective Equipment

6.5: Working with Hot and Cold Sources

95,381 Views

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07:07 min

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April 30, 2023

Overview

Quelle: Robert M. Rioux & Suprita Jharimune, Pennsylvania State University, University Park, PA

Erdanziehungskraft ist in der Lage, heterogene Mischungen zu trennen. Viele Systeme verhindern jedoch diese Art der Trennung aufgrund der Länge der Zeitaufwand in der Regel in solchen Fällen. Zentrifugation ist eines der mächtigsten Werkzeuge für die Trennung von heterogene Mischungen ¹. Es umfasst die Anwendung von zentripetale Kraft für Sedimentation der schwerere Phase führt zur Trennung der beiden Phasen und eine häufig verwendete Technik in Industrie und Labor Einstellungen ist.

in einem typischen Zentrifugation Prozess drehte sich die Partikel in einer Flüssigkeit suspendiert über die Zentrifuge Drehachse, verursacht eine Kraft von der Achse entfernt. Diese Kraft treibt die Partikel auf den Boden der Zentrifuge Probenhalter mit einer Rate ist abhängig von der Größe und Dichte der Partikel. Zentrifugation ist daher eine Technik, um den Prozess der Sedimentation beschleunigen.

zur Gewährleistung der Sicherheit im Umgang mit einer Zentrifuge der Benutzer sollte richtig geschult und sensibilisiert die Gefahren, die aus deren Nutzung ergeben könnten. In den folgenden Abschnitten präsentieren eine Diskussion über Handhabung und Sicherheit beim Arbeiten mit Zentrifugen.

Principles

eine Zentrifuge besteht aus drei grundlegenden Teilen-ein Rotor, eine Antriebswelle und ein motor ². Der Rotor besitzt die Tuben, Flaschen oder Beutel mit Flüssigkeiten, zentrifugiert werden. Es besteht aus einem hochfesten Material, z. B. einer Aluminiumlegierung oder Edelstahl. Verschiedene Rotor Typen und Größen, mit einander austauschbar können auf der Antriebswelle verbindet am Motor montiert werden. Der Motor liefert die Kraft den Rotor zu drehen. In der Regel eine sichere Ablage umgibt und unterstützt diese Teile. Der operativen Steuerung und Anzeige wählt für Geschwindigkeit und Zeit auf dem Schrank montiert werden. Die meisten Zentrifugen haben eine Bremsanlage, kurz nach dem Lauf Isfinished den Rotor zum Stillstand zu bringen. Viele Zentrifugen sind auch gekühlt, um zu verhindern, dass empfindliche biologische Proben immer warm, da Proben sind in der Regel während der Zentrifugation Prozess erwärmen. Es gibt Low-Speed und High-Speed-Instrumente zur Zentrifugation. Zentrifugen, die mit Geschwindigkeiten bis zu 10.000 u/min arbeiten sind Lowspeed Instrumente in Betracht gezogen, während High-Speed-Geräte mit Geschwindigkeiten bis zu 21.000 u/min arbeiten. Ultrazentrifugen Rotationsgeschwindigkeiten von 30.000 u/min überschreiten können.

aufgrund der hohen Geschwindigkeit, mit der eine Zentrifuge arbeitet, kann es schwere Verletzungen an den Benutzer verursachen, wenn misshandelt. Die Gefährdungen durch Zentrifugation verbunden sind in erster Linie entweder Versagen oder Dispersion von Aerosolen. Die Fliehkraft auf dem Rotor verursacht eine Last auf dem Rotor der Zentrifuge, um Kleingeld in den Dimensionen des Metalls führt. Rotoren sind entwickelt, um eine Streßschwelle zu widerstehen und werden in ihrer ursprünglichen Abmessungen ruhenden Zustand zurückkehren. Jedoch wird diese Schwelle Spannung überschritten, der Rotor vielleicht dauerhaft verformt. Risse und anderen Verschleiß führt zu einer Verschlechterung des Rotors im Laufe der Zeit, sichere Bedienung der Zentrifuge zu beeinträchtigen. Wenn ein gefährliches Material innerhalb des Rotors oder der Körper der Zentrifuge undicht, es kann mögliche Gefahren für den Benutzer darstellen und anwesende Personen in der näheren Umgebung. Daher ist es wichtig, dass alle Benutzer standard Schritte für den sicheren Betrieb von Zentrifugen und ausgebildet werden, um Situationen bei Betrieb Ausfall oder andere Gefahren. Der Benutzer sollte nie selbstgefällig werden beim Arbeiten mit Lowspeed Instrumente. Sie können immer noch erhebliche Verletzungen verursachen, für den Benutzer.

Procedure

1. Allgemeines Protokoll für sichere Nutzung der Zentrifuge

Labor Supervisor oder Labor Sicherheitsbeauftragter sollten dafür sorgen, dass alle Benutzer sind geschult in der Auswahl des Rotors, Probenröhrchen und ordnungsgemäßen Betrieb der die Zentrifuge.
Jeder neue Benutzer sollte eng von einem ausgebildeten Benutzer überwacht werden, bis er/Sie selbstbewusst auf, wie man das Instrument richtig zu nutzen ist.
Vor dem Einsatz des Instruments, jeder Benutzer sollte sorgfältig gelesen und verstanden die Sicherheitshinweise für die spezifische Zentrifuge.
Je nach Probe, kompatibel Rotoren verwendet werden sollten.
Rotor, Rohr und Spindel sollte sauber, trocken und frei von Rissen oder Missbildungen.
Die O-Ringe sollten überprüft werden, denn alle tragen oder Risse.
Es ist wichtig, um sicherzustellen, dass die Rohre zur Zentrifugation mit der Probe und die Rotationsgeschwindigkeit (Low, High oder Ultra) vereinbar sind.
Der Zentrifuge Rohre sollte nicht mehr als drei Viertel ihrer maximalen Füllstand gefüllt werden.
Die Rohre sollten eng begrenzt werden.
Ist es extrem wichtig, die Röhren entgegengesetzt zueinander auszugleichen. Tun so, unvollständige Trennung und in extremen Fällen führen kann kann fehlschlägt Streuung der Röhre Inhalte in das Gehäuse der Zentrifuge.
Vor dem Einschalten der Zentrifuge, Rotor überprüft werden, um sicherzustellen, es sitzt richtig auf dem Laufwerk und der Deckel richtig geschlossen ist.
Des Deckels sollte zu allen Zeiten wenn die Zentrifuge in Betrieb ist, und nie offen sein sollte, bis der Rotor vollständig stoppt geschlossen zu halten.
Sollte der Betreiber in der Nähe der Zentrifuge bleiben, bis es sicher Betrieb Zielgeschwindigkeit erreicht hat. Im Falle der ungewöhnliche Geräusche oder Vibrationen sollte das Gerät sofort ausgeschaltet werden. Die Höchstgeschwindigkeit des Geräts darf niemals überschritten werden. Lassen Sie nach dem Ausschalten genügend Zeit für den Rotor zu einer Endlage zu verlangsamen. Modernen Zentrifugen sind Indikatoren, die bedeutet, dass es sicher um die Zentrifuge zu öffnen.
Nach der Zentrifugation ist vorbei, Proben entfernt werden sollte und das Instrument für Überläufe oder Undichtigkeiten überprüft werden. Wenn nötig, der Rotor gründlich gereinigt werden sollten.

2. Zusätzliche Vorsichtsmaßnahmen während Umgang mit gefährlichen Chemikalien oder infektiösem Material

bei Verwendung von gefährlichen Chemikalien oder biologischen Proben, die infektiös sein können, ist es wichtig, das Instrument während in Nutzung, warnen andere Arbeitnehmer zu beschriften das Gefahr.
Geeignete Handschuhe ¹ sollte getragen werden, um gefährliche Proben zu behandeln.
Sealed Sicherheit Röhren sollten verwendet werden. Es ist vorzuziehen, sekundäre Wochenbett, falls vorhanden, für die Zentrifuge Rohre verwenden. Diese sind in der Regel in Form von Kunststoff oder Glas-Einsätze, die direkt in die Probe Eimer der Zentrifuge gestellt werden.
Nach der Zentrifugation vorbei ist, sollten die Röhren entfernt vom Rotor und geöffnet nur im Dunst Haube oder biologischen Sicherheitsschrank, soweit anwendbar.
Reinigung, bei Bedarf mit äußerster Vorsicht, um nicht aussetzen der Bediener gefährlichen Chemikalien oder infektiösen Materialien erfolgt. Im Falle von Leckagen solcher Proben, Schritt 3, Notsituationen, siehe unten.
Für bestimmte Arten von gefährlichen Proben, ist es möglicherweise vorzuziehen, Standardverfahren und Reinigung Protokolle im Labor zu erhalten. Diese sollten überprüft und bei Bedarf entsprechend aktualisiert.

3. Notfall-Situationen und ihre Sicherheitsmaßnahmen

eine Notsituation kann entstehen, wenn der Rotor Störungen oder gibt es ein Überlauf in der Zentrifuge durch Rohr Bruch oder unsachgemäße Handhabung. In einer solchen Situation die folgenden Schritte sollten unternommen werden.

Der Zentrifuge muss sofort abgeschaltet werden und der Deckel sollte geschlossen gehalten werden, bis andere benachrichtigt werden und die Lage zu evakuieren. Die Leistung sollte an die Power-Taste am Gerät eingestellt werden. Die Schaltfläche wird entweder auf der Vorderseite, Seite oder Rückseite des Geräts befinden. Der Benutzer sollte sich mit seiner Lage vertraut machen. Die Ein-/Ausschalttaste ist fehlerhaft, wenn der Benutzer sollte die wichtigsten Netzstecker aus der Steckdose entfernen.
Um das Risiko von Aerosolen zu reduzieren, ist es manchmal besser die Zentrifuge mit der Zentrifuge technisches Dokument für mindestens 0,5 h Consult unberührt zu lassen.
Für Reinigung von verschütteten Flüssigkeiten, der Bediener sollte gut vertraut sein mit der Probe verwendet werden und sollte tragen richtige Bekleidung einschließlich Kittel, Handschuhe, Gesichts Schild und Schutzbrille.
1. Einmal gereinigt, verschüttete Material ordnungsgemäß entsorgt werden und die kontaminierte Schutzkleidung entsorgt oder richtig gereinigt werden sollte. Alle exponierten Haut und Hände sollten gründlich gewaschen werden.
Wenn offenkundig höchst gefährlichen Stoffen ausgesetzt, 911 aufgerufen werden soll oder sofortig ärztliche Behandlung sollte die betroffene Person verabreicht werden.

4. Wartung der Zentrifuge

Hinweis: die Körper der Zentrifuge ist in der Regel aus Metallen, die in Gegenwart von Feuchtigkeit, Chemikalien oder starke Reinigungsmittel korrodieren können. Für die ordnungsgemäße Instandhaltung der Zentrifuge, es wird empfohlen, den Hersteller befolgen ' s Anweisungen zur Reinigung und Wartung. Other than, die, sind ein paar allgemeine Maßnahmen für die Instandhaltung im Auge behalten werden wie folgt.

Die Zentrifuge sollte immer sauber und trocken gehalten werden.
Jede Art von Leckagen sofort gereinigt werden.
Sollte der Rotor nach Gebrauch mit biologischen und radioaktiven Stoffen dekontaminiert werden. Es wird empfohlen, 10 % Bleichmittel verwenden für 30 min, gefolgt von 70 % Ethanol, der Rotor an der Luft trocknen zu lassen.
Schleifmittel Bürstendrähte sollte nie verwendet werden, um den Rotor zu reinigen und verbundenen Teile.
Des Rotors sollte nach jedem Gebrauch überprüft werden, durch den Betreiber und mindestens einmal jährlich vom Hersteller Inspektor.
A-Log-Buch sollte für jede Zentrifuge für Aufzeichnungen von Benutzern, Proben und Service-Historie beibehalten werden. Darüber hinaus können Kopien von Garantie-bezogenen Materialien in diesem Logbuch aufgenommen werden.

Applications and Summary

mit der verstärkten Nutzung von Zentrifugen in Labor und Industrie, die Gefahr der Gefahren für die Verwendung von Zentrifugen ist auch gestiegen. Sorgsame Umgang mit den Apparat und genaue Kenntnis ihrer Verwendung und Sicherheit Maßnahmen können jedoch wesentlich Unfälle verringern. Eine Grundregel für das Arbeiten mit Zentrifugen werden hier angeboten. Dennoch variieren Verfahren geringfügig je nach der bestimmten Zentrifuge Maschine verwendet. Daher ist es immer empfehlenswert, sorgfältig lesen und verstehen der Bedienungsanleitung der jeweiligen Maschine vor Inbetriebnahme it.

References

Basic Principles of Sedimentation and Sedimentation Coefficient | Centrifugation http://www.biologydiscussion.com/biochemistry/centrifugation/basic-principles-of-sedimentation-and-sedimentation-coefficient-centrifugation/12487Accessed 17 August 2016
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Grainger quick tips technical resources. https://www.grainger.com/content/qt-safety-chemical-resistant-gloves-guide-191 Accessed 16 August 2016
Beckman Coulter Life Sciences. http://centrifugebybeckman.com/wp-content/uploads/2016/03/Centrifuge-Primer-101-Booklet_LowRes_CENT-1076TCH10.15-A.pdf Accessed 16 August 2016
Schumann, Werner, 1940- & Howard Hughes Medical Institute (1995). Safety in the research laboratory. Howard Hughes Medical Institute, [Cabin John, Md.]
How to Use a Centrifuge Safely. UC San Diego. http://blink.ucsd.edu/safety/research-lab/laboratory/centrifuge.html Accessed 16 August 2016
CR Scientific LLC. http://www.crscientific.com/centrifuge-safety.html Accessed 16 August 2016

Transcript

Centrifugation is one of the most powerful tools used in labs for the separation of heterogeneous mixtures, but it can be hazardous, and therefore safety precautions should be applied.

A centrifuge rapidly spins samples to separate heterogeneous materials, which induces extreme centrifugal forces on the samples and the instrument. Due to the high speed at which a centrifuge operates, it can cause serious injury to the user if mishandled. Therefore, special care must be taken when using a centrifuge to prevent spills and damage to the equipment.

This video will illustrate the mechanism of a centrifuge and how to safely operate and maintain one.

Before going into the details of the safety measures, let’s quickly review the basics of centrifugation. Centrifuges contain a rotor housed on a spindle. Differently sized rotors can usually be fitted on a single spindle to accommodate different sample bottles, tubes, or bags. A motor spins the rotor at a specified RPM or revolutions per minute. This, in turn, imparts the centrifugal force on the heterogeneous mixture directed away from the axis of rotation, which separates particles with different densities.

Different types of centrifuges operate at different RPMs. Low-speed centrifuges run at less than 10,000 RPMs, high-speed up to 21,000, and ultracentrifuges to 30,000 and above. Each type has different rotors that are compatible with it. After the run, a braking system usually slows down the rotor. In any centrifuge, high speed deforms the rotor.

In normal use, it will return to its previous size. However, if the force due to spinning exceeds the maximum force that the rotor can handle, then it might get permanently deformed. This can lead to cracks, which may, in turn, lead to serious failure. Centrifuge failures, on the other hand, may lead to sample leakage, which can be dangerous if hazardous materials are involved and should be handled with care. Now, we will show you how to prepare samples and safely use them in the centrifuge.

First, select appropriate centrifuge tubes that are compatible with the rotating speeds you want to use. Check the documentation to find out the tube’s limits. Tubes should be intact and free of any cracks. Fill each to no more than 3/4 full to prevent spills. Then make sure that the tubes are balanced and cap them tightly.

When centrifuging hazardous chemical or biological samples, take special precautions. Wear appropriate protective equipment, and prepare samples in an appropriate work environment, like a fume hood or laminar flow cabinet. For more information on these safety features, see JoVE’s videos on Fume Hoods.

If necessary, use a secondary containment for hazardous materials, like a glass or plastic insert. Sealed safety tubes providing a contained environment can be used as well. Everyone must be trained before using any centrifuge or rotor.

Select a rotor appropriate to the centrifuge. Check that the rotor and its cover are clean and dry and do not have cracks or deformities. Make extra sure that the O-rings on the rotor or cover are not worn. Also, check the centrifuge spindle to see if it is bent or has any other deformities. Then place the rotor on the spindle making sure it is correctly seated. Insert samples into the rotor, being sure that the tubes fit snugly in the rotor.

Always put balanced tubes opposite each from each other. Cover the rotor, ensuring that the seal is tight. Close the centrifuge lid and start your program. Again, see JoVE’s previous centrifuge video, for more information about running a centrifuge program.

Stay at the centrifuge until it has reached its maximum speed. Familiarize yourself with the location of the power button. Turn off the power button if there are any unusual sounds or vibrations to stop the centrifuge immediately. Then evacuate the immediate area until the rotor has stopped. Once it has stopped, inspect the samples for spillage and the rotor for any abnormalities or imbalances. If there were no problems, wait until the centrifuge has completed its program and completely stopped.

Wait an additional half-hour if aerosol-forming chemicals are present. Otherwise, you may open

the centrifuge immediately. Remove the samples and take them back to a specialized area for opening if necessary. In case of a spill, clean up the centrifuge immediately. Use appropriate PPE to any hazard present, and dispose of contaminated materials according to guidelines. Do not use abrasive brush wires to clean as they may damage the rotor. Alert emergency personnel, and do not attempt to clean the centrifuge if life-threatening hazards have spilled.

Decontaminate the rotor with 10% bleach for any biological samples used in the centrifuge regardless of spill or not. Let the bleach stand for 30 minutes, and then rinse 70% ethanol and air dry. Lastly, remove and inspect the rotor for any damage, and note down your use in the logbook.

You’ve just watched JoVE’s Introduction Into Centrifuge Use. You should now understand how to prepare your samples as well as how to operate and maintain the instrument.

Thanks for watching.

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