ورتکس میکسر: تعریف، اساس، قطعات، انواع، مثال‌ها، کاربرد

فهرست مطالب نمایش

ورتکس میکسر چیست؟

ورتکس میکسر یک دستگاه یا تجهیزات آزمایشگاهی ساده است که برای مخلوط کردن نمونه‌های آزمایشگاهی در لوله‌های آزمایش، ول پلیت‌ها (ظروف آزمایشگاهی چاهک دار) یا فلاسک‌ها استفاده می‌شود.

برادران جک و هارولد کرفت (Jack A. and Harold D. Kraft) در حین کار در شرکت Kraft Apparatus در Mount Vernon نیویورک، (یک تولید کننده دستگاه‌های آزمایشگاهی) ورتکس میکسر را طراحی کرده و گسترش دادند. آنها دقیقاً نمونه‌ها را به هم می‌زنند تا واکنش‌ها یا همگن سازی را با استفاده از یک فرایند نسبتاً ساده انجام دهند. نمونه‌ها به طور هم‌زمان با سرعت بالا تکان داده شده و به شکل گرداب می‌شوند، که برای ترکیب نمونه‌های دشوار مانند ذرات و رسوب فشرده و نمونه‌های ریز یا چسبناک در نظر گرفته شده است و می‌تواند با لوله‌های 0.2 تا 50 میلی لیتر استفاده شود.

این دستگاه جمع و جور، بی‌صدا و مجهز به چندین درجه است که امکان هم زدن و اختلاط نمونه‌ها در اندازه‌های مختلف را فراهم می‌کند. شفت‌های محرک موتوردار با نوسان سریع در زیر سکوی نمونه، حرکت مداری را به ظروف نمونه قرار گرفته در داخل میکسر منتقل می‌کند. این امر منجر به جریان متلاطم می‌شود که به آن گرداب سیالات نمونه نیز گفته می‌شود. این، نیروی جنبشی است که با هم زدن قابل مقایسه است، اما شامل اجزایی که به داخل ظرف نمونه وارد شود نیست. میکروپلیت‌ها نیز می‌توانند در این دستگاه قرار داده شوند.

این دستگاه برای کاربردهای متعدد در میکروبیولوژی و علوم زیستی که به نمونه‌های حساس یا فرایندهای نیازمند به توان عملیاتی بالا مناسب است. یک همزن استاندارد تنها می‌تواند یک ظرف نمونه را در یک زمان مخلوط کند ولی نمی‌تواند مایعات را در فلاسک‌های مهروموم شده ترکیب کند همچنین گاهی اوقات لازم است که معرف‌ها برای آزمایش‌های بیوشیمیایی ترکیب شوند. در مقابل، ورتکس میکسرها معمولاً با ساختار حداقل دو صفحه‌ای طراحی می‌شوند که امکان اختلاط هم‌زمان نمونه‌های متعدد را فراهم می‌کند. در حالی که عملکرد اصلی آنها مخلوط کردن نمونه‌ها و مواد شیمیایی است، ورتکس میکسرها می‌توانند برای معلق کردن سلول‌ها نیز استفاده شوند.

اساس کار ورتکس میکسر

محور محرک موتور برای ورتکس میکسرها به صورت عمودی قرار گرفته است و یک قطعه لاستیکی فنجانی شکل (کاپ) تا حدودی خارج از مرکز نصب شده است. هنگامی که موتور کار می‌کند، جزء لاستیکی به سرعت در یک حرکت دایره‌ای نوسان می‌کند. هنگامی که نمونه روی قطعه لاستیکی قرار می‌گیرد گردابی در آن ایجاد می‌شود؛ زیرا حرکت به مایع منتقل می‌شود. این امر امکان اختلاط نمونه را فراهم می‌کند.

قطعات و اجزای ورتکس میکسر

کلید اصلی: جریان الکتریکی لازم برای راه‌اندازی ورتکس میکسر با روشن کردن کلید اصلی تأمین می‌شود. این کلید قدرت دستگاه را مدیریت می‌کند.
موتور: موتور هسته ورتکس میکسر است و به صورت دایره‌ای می‌چرخد. کاملاً در زیر کاپ قرار دارد و برای همگن سازی مناسب نمونه، یک اثر گردابی – چرخشی در مایع ایجاد می‌کند.
دستگیره کنترل سرعت: دستگیره کنترل سرعت در پنل جلویی دستگاه قرار دارد. سرعت چرخش را می‌توان با چرخاندن دستگیره تنظیم کرد.
دکمه کنترل عملیات: یک واحد کنترل تعبیه شده که توانایی برنامه ریزی عملکرد میکسر را فراهم می کند.
کاپ هد: کاپ هد در اندازه‌های مختلف موجود است و امکان مخلوط کردن سریع را فراهم می‌کند. برای ترکیب طیف وسیعی از اندازه‌های لوله، این سری‌ها به سادگی با کاپ هدهای با اندازه‌های مختلف قابل تعویض هستند. لوله بر روی کاپ هد قرار می‌گیرد تا یک گرداب تولید کند.
ورتکس میکسر دیجیتال/پالسینگ، شامل تمامی کلیدها و کنترل‌های یاد شده به علاوه افزودن نمایشگر و امکانات پالسینگ می‌باشد.
نمایش زمان: مدت زمان سپری شده (در حالت پیوسته) یا زمان باقی‌مانده (حالت زمان‌بندی‌شده) را نشان می‌دهد.
نمایش سرعت: نشان می‌دهد که ورتکس میکسر با چه سرعتی در حال حرکت است.

تجهیزات جانبی

سکوها (پلتفرم) لوله‌ای

میکسرهای طراحی شده دارای یک نگهدارنده لوله تخصصی هستند. این پلت فرم‌ها می‌توانند طیف وسیعی از لوله‌ها با اندازه‌های مختلف را در خود جای دهند، از این رو تعداد نمونه‌هایی که می‌توانند به طور هم‌زمان میکس شوند افزایش می‌یابد.

نگهدارنده تک لوله

برای نگه داشتن لوله در سر کاپ برای اختلاط طولانی مدت، به نگهدارنده لوله‌ای نیاز است که به بالای ورتکس میکسر متصل شود. این امر باعث می‌شود که نمونه به طور مستقل مخلوط شود.

تیوب اینزرت

تیوب اینزرت می‌تواند لوله‌هایی با اندازه‌های مختلف را تحمل و مدیریت کند.

روش کار ورتکس میکسر

پنل جلویی دستگاه تمامی کنترل‌های عملکردی را در خود جای داده است. سه موقعیت – TOUCH، OFF و ON روی کلید پاور که در سمت چپ پنل قرار دارد، موجود است.

TOUCH- موقعیت TOUCH با فشار دادن سر همزن، میکسر را روشن می‌کند در حالی که با خارج شدن فشار از سر همزن، عملیات متوقف می‌شود.

ON- هنگامی که سوئیچ روشن است، میکسر به طور مداوم کار می‌کند.

OFF- هنگامی که میکسر به حالت OFF یا TOUCH تبدیل شود، کار خود را متوقف می‌کند.

دستگیره کنترل سرعت قابل تنظیم در سمت راست پنل، هنگامی که در جهت عقربه‌های ساعت چرخانده می‌شود، باعث می‌شود سرعت نوسان با سرعتی غیرخطی تا حداکثر 3400 دور در دقیقه افزایش یابد. قبل از شروع کار میکسر، کنترل سرعت را روی کمترین میزان تنظیم کنید.

مراحل، از جمله رویه‌های عملیاتی، عبارت‌اند از:

کلید پاور را در موقعیت TOUCH یا ON قرار دهید تا دستگاه فعال شود.
کنترل سرعت را روی تنظیمات انتخاب شده قرار دهید.
با روشن شدن کلید برق، سر تکان دهنده بلافاصله شروع به حرکت می‌کند.
هنگامی که کلید پاور روی تنظیمات TOUCH تنظیم می‌شود، هنگامی که هر چیزی روی سر تکان دهنده قرار می‌گیرد، دستگاه شروع به کار می‌کند و حتی مقدار کمی فشار برای اعمال آن کافی است.
به محض برداشتن فشار و برداشتن جسم، لرزش متوقف می‌شود.
دکمه کنترل سرعت را روی سرعت دلخواه بچرخانید.
کلید اصلی را جدا کنید.

انواع ورتکس میکسر

ورتکس میکسرهای با سرعت متغیر

این نوع از ورتکس میکسر به کاربران کمک می‌کند تا سرعت فرایند اختلاط را تنظیم کنند. این انعطاف پذیری را از ین رو ارائه می‌دهد که سرعت‌های بالاتر را می‌توان برای هم زدن قوی‌تر استفاده کرد در حالی که سرعت‌های پایین‌تر را می‌توان برای اختلاط ظریف نمونه‌ها استفاده کرد.

ورتکس میکسرهای با سرعت ثابت

هنگامی که هد فشرده می‌شود، ورتکس میکسرهای با سرعت ثابت شروع به مخلوط شدن می‌کنند و برای تولید چرخش قدرتمند در نمونه‌ها با دور کامل می‌چرخد؛ زیرا سرعت ثابت است.

ورتکس میکسرهای دیجیتال

ورتکس میکسر دیجیتال دارای عملکرد پیوسته دقیق یا عملکرد ضربان‌دار بر اساس تقاضا و همچنین نمایشگر دیجیتال زمان و سرعت است. محدوده سرعت از 300 تا 4200 دور در دقیقه است که محدوده وسیعی از اختلاط نیرومند تا اختلاط با سرعت کم را پوشش می‌دهد. یک فلاسک با ظرفیت 250 میلی لیتر، یک اینزرت پلیت فومی که یک صفحه میکروتیتر تکی را در خود جای می‌دهد، یک پلتفرم یونیورسال و یک اینزرت تیوب فومی نگهدارنده میکرو تیوب از جمله لوازم جانبی آن هستند.

ورتکس میکسرهای آنالوگ

می‌توان یک ورتکس میکسر آنالوگ را در دور کم برای تکان دادن ملایم یا در دور بالا برای ایجاد چرخش شدید در نمونه‌ها راه‌اندازی کرد. می‌توانید بین حالت لمسی، که مخلوط کردن را با فشار دادن سر کاپ فعال می‌کند، و حالت پیوسته، که برای استفاده با پیوست‌های جانبی است، یک مورد را انتخاب کنید.

مینی ورتکس میکسر

مینی ورتکس میکسرها، کوچک‌تر و قابل حمل تر هستند. مکنده در پایین دستگاه باعث افزایش ثبات می‌شود و در عین حال لرزش‌های احتمالی را به سختی قابل شنیدن می‌کند. این دستگاه منحصراً برای هم زدن لوله‌های آزمایش ساخته شده است. برای شروع چرخش، فقط لوله را در ضمیمه نرم قرار می‌دهیم. به محض برداشتن لوله آزمایش، هم زدن متوقف می‌شود. این یک میکسر قوی با اندازه 100 میلی‌متر در 100 میلی‌متر و حداکثر سرعت 4500 دور در دقیقه است.

ورتکس میکسرهای مولتی تیوب (چند لوله‌ای)

فلاسک‌ها و لوله‌ها را می‌توان در یک یا چند تیوب با استفاده از ورتکس میکسرهای مولتی تیوب مخلوط کرد. این میکسرها نمی‌توانند کاملاً به سرعت میکسرهای اصلی که ویال‌های کمتری را حمل می‌کنند برسند و سرعت آنها بین 300 تا 2500 دور در دقیقه است. اتصالات شامل تیوب فوم تعبیه شده برای نگه داشتن لوله‌ها و فلاسک فوم تعبیه شده برای نگه داشتن فلاسک می‌باشد.

ورتکس میکسر پالسی

این دستگاه اختلال سلولی عالی با فعالیت چرخشی ضربانی قوی ایجاد می‌کند. میکسر Pulsing Vortex می‌تواند سلول‌های نمونه‌ها را تنها در چند دقیقه به طور کامل مختل کند. یک عمل ضربان‌دار منحصر به فرد تولید گرما را کاهش می‌دهد و در عین حال اختلاط و اختلال را افزایش می‌دهد. این سیستم دارای یک محفظه قابل دسترسی برای لوله‌های میکروسانتریفیوژ با اندازه 5 میلی لیتر یا 2.0 میلی لیتر است.

ورتکس میکسر میکروپلیتی

میکروپلیت‌ها را می‌توان با هر سرعتی با استفاده از ورتکس میکسرها مخلوط کرد. همه مدل‌ها با در نظر گرفتن استفاده مستمر آزمایشگاهی ایجاد شده‌اند. مدل‌های سرعت متغیر غیردیجیتال یک جایگزین مقرون‌به‌صرفه برای مدل‌های دیجیتال برای برنامه‌هایی هستند که به نتایج قابل پیش‌بینی نیاز دارند.

کاربردهای ورتکس میکسر

کاربرد گسترده‌ای در بخش‌های بالینی و پزشکی برای ذوب و اختلاط نمونه‌ها دارد.
از ورتکس میکسر برای تعلیق نمونه‌های سلولی یا بافتی برای استفاده در تجزیه و تحلیل بافت و کشت سلولی استفاده شده است.
هنگام بررسی پروتئین‌ها و آنزیم‌ها، یک ورتکس میکسر برای اختلاط همگن نمونه‌ها با معرف‌ها و بافر ضروری است.
همچنین در گرمایش و اختلاط نمونه‌ها در موارد دارویی استفاده می‌شود.
در مدارس و دانشگاه‌ها برای مشاهده‌های عملی و آزمایش‌ها استفاده می‌شود.
ورتکس میکسر در تست کنترل کیفیت و آماده سازی نمونه برای مصارف صنعتی استفاده می‌شود.

مزایای ورتکس میکسر

گزینه‌های مختلف سرعت تضمین می‌کنند که سرعت مورد نظر در طول فرایند ثابت نگه داشته می‌شود.
بسته به اینکه چند ویال در یک زمان مخلوط می‌شوند، ورتکس میکسرها می‌توانند یک ویال تا یک دوجین ویال در خود جای دهند.
علاوه بر این، ورتکس میکسر با حداقل منابع و تخصص قادر به کار است.
ورتکس میکسر روشی مؤثر و قابل اعتماد برای مخلوط کردن نمونه‌ها را تضمین می‌کند.

محدودیت‌ها

اگر لوله به درستی جای‌گذاری نشود، احتمال ریختن وجود دارد.
هنگام ترکیب جامد و مایع یا اجزای جامد در جامد کاربرد ندارد.

ملاحظات امنیتی

هرگز از دستگاه بدون اطمینان از محکم بسته شدن سری هم زن استفاده نکنید.
همیشه از محافظ چشم ضد ضربه استفاده کنید.
از مخلوط کردن یا استفاده از حلال‌ها و مواد قابل اشتعال در نزدیکی یا روی میکسر خودداری کنید.
نمونه‌هایی که به صورت بالقوه خطرناک هستند را در ظروف نگهدارنده مناسب تکان دهید.

نمونه‌هایی از ورتکس میکسر

مینی ورتکس میکسر Fishebrand™ (سازنده: Fisher Scientific)

مینی ورتکس میکسر Fishebrand™ یک ورتکس میکسر بسیار کوچک است که در یک مدار افقی می‌چرخد.

قابلیت هماهنگی با تمامی سایزهای لوله و ظروف را دارد.

ورتکس میکسر آزمایشگاهی Vornado™ (سازنده: Benchmark Scientific)

این یک مینی ورتکس میکسر قدرتمند است که حتی بزرگ‌ترین نمونه‌ها مانند لوله‌های 50 میلی لیتری را مخلوط می‌کند؛ که این به لطف مدار 4 میلی متری و سرعت ثابت 2800 دور در دقیقه آن است.

Vornado علی‌رغم داشتن یک موتور قوی، به لطف سایز کوچک کمتر از 44 اینچی خود، می‌تواند حتی روی شلوغ‌ترین سطوح هم قرار بگیرد.

شکل متمایز سر (هد) Vornado از ورود مایعات به بدنه جلوگیری می‌کند و عمر موتور را افزایش می‌دهد.

ورتکس میکسر VMX-MT (سازنده: Bioevopeak)

VMX-MT Multi-Tube Vortexer از فناوری موتور DC براشلس و کنترل ریزپردازنده استفاده می‌کند.

حداکثر می‌تواند 50 نمونه را در یک زمان پردازش کند.

نیازهای اختلاط لوله‌های آزمایش مختلف را می‌توان با انتخاب از بین‌ مجموعه‌ای از فوم تیوب‌های آزمایش برآورده کرد.

Vortex-Genie 2

Vortex-Genie 2 ساخت ایالات متحده بوده و یک قطعه از تجهیزات علمی بادوام به لطف بدنه فلزی محکم آن است.

این دستگاه شامل سه فرمت است: کنترل سرعت آنالوگ (Vortex Genie 2)، کنترل دیجیتال زمان و سرعت (Digital Vortex Genie 2) و کنترل زمان و سرعت آنالوگ (Vortex Genie 2T).