Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

A subscription to JoVE is required to view this content.
You will only be able to see the first 20 seconds.

עבודה עם צנטריפוגות
 
Click here for the English version

עבודה עם צנטריפוגות

Overview

מקור: רוברט מ. ריו וסופריטה ג'רימונה, אוניברסיטת פנסילבניה, פארק האוניברסיטה, הרשות הפלסטינית

כוח הכבידה של כדור הארץ מסוגל להפריד תערובות הטרוגניות. עם זאת, מערכות רבות למנוע סוג זה של הפרדה בשל משך הזמן הנדרש בדרך כלל במקרים כאלה. צנטריפוגה היא אחד הכלים החזקים ביותר להפרדת תערובות הטרוגניות1. זה כרוך ביישום של כוח צנטריפטלי עבור משקעים של השלב הכבד יותר, המוביל להפרדה של שני השלבים, והוא טכניקה נפוצה בהגדרות תעשייתיות ומעבדות.

בתהליך צנטריפוגה טיפוסי, חלקיקים המושעים בנוזל מסתובבים על ציר הצנטריפוגות של הסיבוב, מה שגורם לכוח הרחק מהציר. כוח זה דוחף את החלקיקים לתחתית מחזיק דגימת הצנטריפוגה בקצב התלוי בגודל ובצפיפות החלקיקים. צנטריפוגה היא אפוא טכניקה להאצת תהליך המשפך.

כדי להבטיח בטיחות בשימוש בצנטריפוגה, יש לאמן את המשתמש כראוי ולהיות מודע לסיכונים שעלולים לנבוע מהשימוש בו. הסעיפים הבאים מציגים דיון בטיפול ובבטיחות תוך כדי עבודה עם צנטריפוגות.

Principles

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

צנטריפוגה מורכבת משלושה חלקים בסיסיים - רוטור, פיר כונן ומנוע2. הרוטור מחזיק את הצינורות, הבקבוקים או השקיות המכילים את הנוזלים כדי להיות צנטריפוגה. זה בדרך כלל עשוי מחומר חוזק גבוה, כגון סגסוגת אלומיניום או נירוסטה. סוגים וגדלים שונים של רוטור, הניתנים להחלפה זה עם זה, ניתן להרכיב על פיר הכונן, המתחבר למנוע. המנוע מספק את הכוח לסובב את הרוטור. בדרך כלל, ארון מאובטח מקיף ותומך באזורים אלה. פקדי ההפעלה וחיוגות המחוון למהירות ולזמן מותקנים בארון. לרוב הצנטריפוגות יש מערכת בלמים כדי להביא את הרוטור לקיפאון זמן קצר לאחר שהריצה תושלם. צנטריפוגות רבות גם בקירור כדי למנוע דגימות ביולוגיות עדינות להתחמם, שכן דגימות נוטות להתחמם במהלך תהליך הצנטריפוגה. ישנם גם מכשירים במהירות נמוכה וגם מכשירים במהירות גבוהה עבור צנטריפוגה. צנטריפוגות הפועלות במהירויות של עד 10,000 סל"ד נחשבות למכשירים במהירות נמוכה, בעוד מכשירים במהירות גבוהה פועלים במהירויות של עד 21,000 סל"ד. אולטרה-צנטריפוגות יכולות לחרוג ממהירויות הסיבוב של 30,000 סל"ד.

בשל המהירות הגבוהה שבה פועלת צנטריפוגה, היא עלולה לגרום לפגיעה חמורה במשתמש אם מטפלים בה שלא כהלכה. הסיכונים הנגרמים על ידי צנטריפוגה מחוברים בעיקר לכשל מכני או לפיזור אירוסולים. הכוח הצנטריפוגלי על הרוטור גורם לעומס על רוטור הצנטריפוגה, מה שמוביל לשינוי קטן במידות המתכת. רוטורים מתוכננים לעמוד בסף לחץ ולהיות מסוגלים לחזור לממדי מצב המנוחה המקוריים שלהם. עם זאת, אם מתח סף זה הוא חריגה, הרוטור אולי מעוות לצמיתות. סדקים ובלאי אחר יובילו להידרדרות הרוטור לאורך זמן, ויפגיעו בפעולה בטוחה של הצנטריפוגה. אם חומר מסוכן דולף בתוך הרוטור או הגוף של הצנטריפוגה, זה יכול להוות סכנות פוטנציאליות למשתמש ואחרים נוכחים באזור שמסביב. לפיכך, חשוב לכל המשתמשים לבצע צעדים סטנדרטיים להפעלה בטוחה של צנטריפוגות ולהיות מאומנים לטפל במצבים במקרה של כשל בפעולה או סיכונים אחרים. המשתמש לא צריך להיות שאנן בעת עבודה עם מכשירים במהירות נמוכה. הם עדיין יכולים לגרום לפציעות משמעותיות למשתמש.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Procedure

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

1. פרוטוקול כללי לשימוש בצנטריפוגות בטוחות

  1. מפקח המעבדה או קצין בטיחות המעבדה צריכים לוודא שכל המשתמשים מאומנים כראוי בבחירת הרוטור, צינור הדגימה, ותפעול תקין של הצנטריפוגה.
  2. כל משתמש חדש צריך להיות תחת פיקוח צמוד על ידי משתמש מיומן עד שהוא / היא בטוח כיצד להשתמש כראוי בכלי.
  3. לפני השימוש בכלי, כל משתמש צריך לקרוא ולהבין בקפידה את הוראות הבטיחות עבור הצנטריפוגה הספציפית.
  4. בהתאם לדגימה, יש להשתמש רוטורים תואמים.
  5. הרוטור, הצינור וציר צריכים להיות נקיים, יבשים, וללא סדקים או עיוותים.
  6. יש לבדוק את טבעות ה-O לכל בלאי או סדקים.
  7. חשוב לוודא כי הצינורות המשמשים עבור צנטריפוגה תואמים את המדגם ואת מהירות הסיבוב (נמוך, גבוה, אולטרה).
  8. צינורות הצנטריפוגה לא צריך להיות מלא יותר משלושה רבעים של רמת המילוי המרבית שלהם.
  9. הצינורות צריכים להיות מכוסים בחוזקה.
  10. חשוב מאוד לאזן את הצינורות זה מול זה. אי ביצוע פעולה זו עלול להוביל להפרדה חלקית, ובמקרים קיצוניים, עלול לגרום לפיזור תכולת הצינור בדיור הצנטריפוגה.
  11. לפני הפעלת הצנטריפוגה, יש לבדוק את הרוטור כדי לוודא שהוא יושב כראוי על הכונן והמכסה סגור כראוי.
  12. המכסה צריך להישמר סגור בכל עת כאשר הצנטריפוגה פועלת, ולא צריך להיות פתוח עד הרוטור מפסיק לחלוטין.
  13. המפעיל צריך להישאר בקרבת הצנטריפוגה עד שהוא הגיע בבטחה למהירות הפעולה של המטרה. במקרה של צלילים או תנודות יוצאי דופן, יש לכבות מיד את המכשיר. אין לחרוג ממגבלת המהירות של המכשיר. עם כיבוי, אפשר מספיק זמן לרוטור להאט לעמדה מופסקת. לצנטריפוגות מודרניות יש אינדיקטורים שיעידו על כך שבטוח לפתוח את הצנטריפוגה.
  14. לאחר שהצנטריפוגה נגמרת, יש להסיר דגימות ויש לבדוק את המכשיר עבור כל דליפות או דליפות. במידת הצורך, יש לנקות את הרוטור ביסודיות.

2. אמצעי זהירות נוספים בעת טיפול בכימיקלים מסוכנים או בחומרים זיהומיים

  1. בעת שימוש בכימיקלים מסוכנים או דגימות ביולוגיות שעלולות להיות זיהומיות, חשוב לתייג את המכשיר בזמן השימוש כדי להתריע בפני עובדים אחרים על הסכנה.
  2. כפפות מתאימות1 יש ללבוש כדי להתמודד עם דגימות מסוכנות.
  3. צינורות בטיחות אטומים יש להשתמש. עדיף להשתמש בכליאה משנית, אם זמין, עבור צינורות צנטריפוגות. אלה הם בדרך כלל בצורה של פלסטיק או תוספות זכוכית הממוקמים ישירות בדליים מדגם של הצנטריפוגה.
  4. לאחר שהצנטריפוגה נגמרת, יש להסיר את הצינורות מהרוטור ולפתוח אותם רק במכסה המנוע או בארון הבטיחות הביולוגי, לפי העניין.
  5. ניקוי, במידת הצורך, צריך להיעשות בזהירות רבה, כדי לא לחשוף את המפעיל לכימיקלים מסוכנים או חומרים זיהומיים. במקרה של דליפות של דגימות כאלה, ראה שלב 3, מצבי חירום, להלן.
  6. עבור סוגים מסוימים של דגימות מסוכנות, ייתכן שעדיף לשמור על נהלים סטנדרטיים ופרוטוקולי ניקוי במעבדה. יש לבחון אותם ולעודכן בהתאם, לפי הצורך.

3. מצבי חירום ואמצעי הבטיחות שלהם

מצב חירום עלול להתעורר אם הרוטור תקלות או אם יש דליפה בצנטריפוגה עקב שבירת צינור או טיפול לא נכון. במצבים כאלה, יש לנקוט בצעדים הבאים.

  1. יש לכבות את הצנטריפוגה באופן מיידי ויש להשאיר את המכסה סגור עד שאחרים יקבלו הודעה ויפנו את המקום. יש להפסיק את החשמל בלחצן ההפעלה במכשיר. הכפתור ימוקם בחזית, בצד או בחלק האחורי של המכשיר. המשתמש צריך להכיר את המיקום שלו. אם לחצן ההפעלה אינו מתפקד כראוי, על המשתמש להסיר את תקע החשמל הראשי משקע הקיר.
  2. כדי להפחית את הסיכון של אירוסולים, לפעמים עדיף להשאיר את הצנטריפוגה ללא פגע לפחות 0.5 שעות. התייעץ עם המסמך הטכני של הצנטריפוגה.
  3. לניקוי דליפות, המפעיל צריך להכיר היטב את המדגם המשמש וצריך ללבוש לבוש מתאים כולל חלוק מעבדה, כפפות, מגן פנים ומשקפי בטיחות.
    1. לאחר ניקוי, החומר שנשפך צריך להיות מסולק כראוי ואת ביגוד מגן מזוהם צריך להיות מסולק או ניקה כראוי. יש לשטוף את הידיים ואת כל העור החשוף ביסודיות.
  4. אם נחשף באופן גלוי לחומרים מסוכנים מאוד, 911 צריך להיקרא או טיפול רפואי מיידי צריך להינתן לאדם הסובלים.

4. תחזוקת הצנטריפוגה

הערה: גוף הצנטריפוגה עשוי בדרך כלל ממתכות שיכולות להחליד בנוכחות לחות, כימיקלים או חומרי ניקוי חזקים. לתחזוקה נאותה של הצנטריפוגה, מומלץ לעקוב בקפידה אחר הוראות היצרן לניקוי ותחזוקה. חוץ מזה, כמה אמצעים כלליים לתחזוקה שיש לזכור הם כדלקמן.

  1. הצנטריפוגה תמיד צריכה להישמר נקייה ויבשה.
  2. כל סוג של שפיכות צריך להיות ניקה מיד.
  3. הרוטור צריך להיות חיטוי לאחר השימוש עם חומרים ביולוגיים ורדיואקטיביים. מומלץ להשתמש 10% אקונומיקה במשך 30 דקות ואחריו 70% אתנול, נותן את האוויר רוטור יבש.
  4. חוטי מברשת שוחקים לעולם לא ישמשו לניקוי הרוטור וחלקים הקשורים.
  5. הרוטור צריך להיבדק לאחר כל שימוש על ידי המפעיל ולפחות מדי שנה על ידי מפקח היצרן.
  6. יש לשמור יומן רישום עבור כל צנטריפוגה כדי לשמור תיעוד של משתמשים, דוגמאות והיסטוריית שירות. בנוסף, ניתן לכלול ביומן זה עותקים של חומרים הקשורים לאחריות.

צנטריפוגה היא אחד הכלים החזקים ביותר המשמשים במעבדות להפרדת תערובות הטרוגניות, אבל זה יכול להיות מסוכן, ולכן אמצעי זהירות צריך להיות מיושם.

 

צנטריפוגה מסובבת במהירות דגימות כדי להפריד חומרים הטרוגניים, מה שמחולל כוחות צנטריפוגליים קיצוניים על הדגימות ועל המכשיר. בשל המהירות הגבוהה שבה פועלת צנטריפוגה, היא עלולה לגרום לפגיעה חמורה במשתמש אם מטפלים בה שלא כהלכה. לכן, יש לנקוט בזהירות מיוחדת בעת שימוש בצנטריפוגה למניעת שפיכות ונזק לציוד.

 

וידאו זה ימחיש את המנגנון של צנטריפוגה וכיצד לפעול בבטחה ולתחזק אחד.

 

לפני שניכנס לפרטי אמצעי הבטיחות, בואו נסקור במהירות את יסודות צנטריפוגה. צנטריפוגות מכילות רוטור השוכן על ציר. בדרך כלל ניתן להתקין רוטורים בגודל שונה על ציר אחד כדי להכיל בקבוקי דגימה שונים, צינורות או תיקים שונים. מנוע מסובב את הרוטור בסל"ד שצוין או במהפכות לדקה. זה, בתורו, מעניק את הכוח הצנטריפוגלי על התערובת ההטרוגנית המופנית מציר הסיבוב, המפריד חלקיקים עם צפיפות שונה.

 

סוגים שונים של צנטריפוגות פועלים ב-RPMs שונים. צנטריפוגות במהירות נמוכה פועלות בפחות מ-10,000 טרפ"מ, במהירות גבוהה של עד 21,000, ו-ultracentrifuges ל-30,000 ומעלה. לכל סוג יש רוטורים שונים התואמים אותו. לאחר הריצה, מערכת בלימה בדרך כלל מאטה את הרוטור. בכל צנטריפוגה, מהירות גבוהה מעוותת את הרוטור.

 

בשימוש רגיל, הוא יחזור לגודלו הקודם. עם זאת, אם הכוח עקב ספינינג עולה על הכוח המרבי כי הרוטור יכול להתמודד, אז זה עלול לקבל מעוות לצמיתות. זה יכול להוביל סדקים, אשר עשוי, בתורו, להוביל לכישלון רציני. כשלים צנטריפוגות, לעומת זאת, עלול להוביל דליפת מדגם, אשר יכול להיות מסוכן אם חומרים מסוכנים מעורבים ויש לטפל בזהירות. עכשיו, נראה לכם איך להכין דגימות ולהשתמש בהן בבטחה בצנטריפוגה.

 

ראשית, בחר צינורות צנטריפוגה מתאימים התואמים למהירויות המסתובבות בהן ברצונך להשתמש. בדוק את התיעוד כדי לגלות את גבולות הצינור. הצינורות צריכים להיות שלמים וללא סדקים. מלאו כל אחד מהם עד לא יותר מ-3/4 מלא כדי למנוע שפיכות. לאחר מכן ודא כי הצינורות מאוזנים לכסות אותם בחוזקה.

 

בעת צנטריפוגה דגימות כימיות או ביולוגיות מסוכנות, לנקוט באמצעי זהירות מיוחדים. ללבוש ציוד מגן מתאים, ולהכין דגימות בסביבת עבודה מתאימה, כמו מכסה המנוע אדים או ארון זרימה למינאר. לקבלת מידע נוסף על תכונות בטיחות אלה, ראה סרטוני הווידאו של JoVE ב- Fume Hoods.

 

במידת הצורך, השתמש בלימה משנית עבור חומרים מסוכנים, כמו או תוספת פלסטיק. צינורות בטיחות אטומים המספקים סביבה כלולה יכולים לשמש גם כן. כולם חייבים להיות מאומנים לפני השימוש בכל צנטריפוגה או רוטור.

 

בחר רוטור המתאים לצנטריפוגה. בדוק כי הרוטור והכיסוי שלו נקיים ויבשים ואין להם סדקים או עיוותים. ודאו במיוחד שטבעות ה-O על הרוטור או הכיסוי אינן שחוקות. כמו כן, בדוק את ציר הצנטריפוגה כדי לראות אם הוא מכופף או שיש לו עיוותים אחרים. לאחר מכן מניחים את הרוטור על הציר ומוודאים שהוא יושב כראוי. הכנס דגימות לתוך הרוטור, להיות בטוח כי הצינורות להתאים נוח ברוטור.

 

תמיד לשים צינורות מאוזנים אחד מול השני. מכסים את הרוטור, ומוודאים שהחותם הדוק. סגור את מכסה הצנטריפוגה והתחל את התוכנית. שוב, עיין בסרטון הצנטריפוגות הקודם של JoVE, לקבלת מידע נוסף אודות הפעלת תוכנית צנטריפוגות.

 

הישארו בצנטריפוגה עד שתגיע למהירות המרבית שלה. הכר את המיקום של לחצן ההפעלה. כבה את לחצן ההפעלה אם יש צלילים או תנודות יוצאי דופן כדי לעצור את הצנטריפוגה באופן מיידי. ואז לפנות את האזור המיידי עד הרוטור עצר. לאחר שזה הפסיק, לבדוק את הדגימות לשפוך ואת הרוטור עבור כל חריגות או חוסר איזון. אם לא היו בעיות, המתן עד שהצנטריפוגה תושלם את תוכניתה ותפסיק לחלוטין.

 

המתן חצי שעה נוספת אם קיימים כימיקלים היוצרים תרסיס. אחרת, אתה יכול לפתוח

הצנטריפוגה מיד. הסר את הדגימות ולקחת אותם בחזרה לאזור מיוחד לפתיחה במידת הצורך. במקרה של דליפה, נקו את הצנטריפוגה מיד. השתמש PPE מתאים לכל סיכון נוכח, ולהיפטר מחומרים מזוהמים על פי הנחיות. אין להשתמש בחוטי מברשת שוחקים לניקוי מכיוון שהם עלולים להזיק לרוטור. הזעיקו את צוותי החירום ואל תנסו לנקות את הצנטריפוגה אם נשפכו סכנות מסכנות חיים.

 

לטהר את הרוטור עם 10% אקונומיקה עבור כל דגימות ביולוגיות המשמשות צנטריפוגה ללא קשר לשפיכה או לא. תן את אקונומיקה לעמוד במשך 30 דקות, ולאחר מכן לשטוף 70% אתנול ואוויר יבש. לבסוף, הסר ובדוק את הרוטור לכל נזק, ושים לב לשימוש שלך ביומן.

 

הרגע צפית בהקדמה של ג'וב לשימוש בצנטריפוגות. עכשיו אתה צריך להבין איך להכין את הדגימות שלך, כמו גם איך לפעול ולתחזק את המכשיר.

 

תודה שצפיתם.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Applications and Summary

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

עם השימוש המוגבר בצנטריפוגות במעבדות ובתעשייה, גדל גם הסיכון לסכנות לשימוש בצנטריפוגות. עם זאת, טיפול זהיר במנגנון וידע נכון על השימוש בו ואמצעי הבטיחות שלו יכולים למתן באופן משמעותי תאונות. כאן ניתן קו מנחה בסיסי לעבודה עם צנטריפוגות. עם זאת, ההליכים עשויים להשתנות באופן שולי בהתאם למכונת הצנטריפוגות המסוימת המשמשת. לפיכך, מומלץ תמיד לקרוא ולהבין בקפידה את מדריך המשתמש של המכונה המסוימת לפני שמתחילים להשתמש בו.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

References

  1. 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
  2. Principle of centrifugation http://edusanjalbiochemist.blogspot.com/2012/11/principle-of-centrifugation.html Accessed 17 August 2016
  3. Grainger quick tips technical resources. https://www.grainger.com/content/qt-safety-chemical-resistant-gloves-guide-191 Accessed 16 August 2016
  4. 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
  5. Schumann, Werner, 1940- & Howard Hughes Medical Institute (1995). Safety in the research laboratory. Howard Hughes Medical Institute, [Cabin John, Md.]
  6. How to Use a Centrifuge Safely. UC San Diego. http://blink.ucsd.edu/safety/research-lab/laboratory/centrifuge.html Accessed 16 August 2016
  7. CR Scientific LLC. http://www.crscientific.com/centrifuge-safety.html Accessed 16 August 2016

Transcript

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the English version.

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter