در آزمایشگاههای علمی و پزشکی، جمعآوری نمونههای مختلف مواد، محلولها، گازها و مایعات از اهمیت بسیاری برخوردار است. برای این منظور، از ابزارها و تجهیزات مخصوصی به نام "سمپلرها" استفاده میشود. سمپلرها نقش مهمی در جمعآوری و نگهداری نمونههای آزمایشی ایفا میکنند. این مقاله به بررسی انواع مختلف سمپلرهای آزمایشگاهی میپردازد و نقش آنها در فرآیند جمعآوری نمونهها و تحلیلهای آزمایشگاهی را برجسته میکند.
1-سمپلر (Sampler):
یکی از تجهیزات آزمایشگاهی سمپلر میباشد ابزارهایی هستند که برای جمعآوری نمونههای مواد مختلف، از جمله مایعات و جامدات، به منظور تجزیه و تحلیل در آزمایشگاه یا محیطهای مختلف مورد استفاده قرار میگیرند. این ابزارها به صورت متنوعی در اندازهها و شکلها طراحی شدهاند تا به تناسب نیاز جمعآوری نمونههای مختلف عمل کنند. سمپلرها میتوانند شامل پیپتها، میخها، کاسهها، پمپهای نمونهبرداری و ابزارهای دیگر باشند.
2-میکرو پیپت (Micropipette):
میکرو پیپتها از جمله نوع خاصی از سمپلر هستند و برای اندازهگیری و انتقال دقیق حجم کمی از مایعات به کار میروند. این ابزارها عمدتاً در آزمایشهای شیمیایی و بیولوژیکی برای اندازهگیری دقیق و انتقال نمونههای مایع مورد استفاده قرار میگیرند. میکرو پیپتها از دقت بالا و محدوده حجمی کوچک تا متوسط برخوردارند و برای اندازهگیری میکرولیتر تا میلیلیتر مایعات به کار میروند.
به طور خلاصه، سمپلرها ابزارهای جمعآوری نمونه مواد مختلف هستند، در حالی که میکرو پیپتها یک نوع خاصی از سمپلر هستند که برای اندازهگیری دقیق حجم مایعات به کار میروند، به خصوص در آزمایشهای آزمایشگاهی که نیاز به دقت بالا دارند.
اجزا و عملکرد های متفاوت سمپلر ها
سمپلرها ابزارهای متنوعی هستند که در آزمایشگاهها و محیطهای مختلف برای جمعآوری نمونههای مختلف از مواد (مایعات، جامدات، گازها و غیره) به منظور تجزیه و تحلیل به کار میروند. این ابزارها از اجزا و عملکردهای مختلفی برخوردارند که به تناسب نوع و مصرف آنها تغییر میکند. در زیر به برخی از اجزا و عملکردهای مهم سمپلرها اشاره میکنیم:
میله یا شفت (Shaft): میله یا شفت سمپلر بخشی است که به مواد نمونهبرداری نفوذ میکند. این بخش معمولاً از فلز یا پلاستیک با کیفیت بالا ساخته میشود.
نوک (Tip): نوک سمپلر بخشی از میله یا شفت است که به مواد نمونهبرداری نفوذ میکند و نمونهها را جمعآوری میکند. نوکها به انواع مختلفی دارای اندازه و شکل متفاوت میباشند.
مکانیزم انتقال (Dispensing Mechanism): برخی از سمپلرها دارای مکانیزم انتقال هستند که برای انتقال نمونههای جمعآوری شده به محل مورد نظر استفاده میشود. این مکانیزمها معمولاً با فشار دستی یا از طریق پمپها عمل میکنند.
کمانه یا دسته (Handle): کمانه یا دسته قسمتی از سمپلر است که توسط کاربر در دست گرفته میشود. این بخش برای جابهجایی سمپلر و انجام عملیات نمونهبرداری کاربرد دارد.
سیستم حفاظت از نفوذ (Sealing System): برخی از سمپلرها دارای سیستم حفاظت از نفوذ هستند که جلوی نفوذ نمونه به داخل سمپلر یا از آن به بیرون را میگیرند.
سیستم معرفی و نگهداری نمونه (Sample Introduction and Holding System): برخی از سمپلرها دارای سیستمهای خاصی برای معرفی نمونه به دستگاههای آزمایشی و نگهداری نمونهها هستند.
تنظیمات حجم (Volume Adjustments): برخی از سمپلرها به کاربر اجازه تنظیم حجم نمونهبرداری دلخواه را میدهند. این تنظیمات معمولاً با دقت تغییر میکنند.
نمایشگر حجم (Volume Display): برخی از سمپلرها دارای نمایشگری هستند که حجم نمونهبرداری شده را نمایش میدهند.
سیستمهای مختلف اتصال (Various Connection Systems): سمپلرها ممکن است دارای اتصالات متنوعی برای اتصال به دستگاههای آزمایشی یا سیستمهای جدید باشند.
مواد ساخت (Materials of Construction): سمپلرها ممکن است از مواد مختلفی مانند شیشه، فلز، پلاستیک و سیلیکون ترکیب شده باشند. انتخاب مواد بر اساس نوع نمونه و شرایط آزمایشی مهم است.
با توجه به انواع مختلف سمپلرها و نیازهای مختلف آزمایشها، اجزا و عملکر
انواع سر سمپلر ها
سرهای سمپلر یکی از اجزای حیاتی هر نوع سمپلر آزمایشگاهی هستند. انتخاب سر مناسب برای هر سمپلر و نیازهای خاص آزمایشگاهی از اهمیت بالایی برخوردار است. در زیر، انواع مختلف سر سمپلرها را معرفی میکنیم:
سر فلزی (Metal Heads): سرهای فلزی معمولاً از استیل ضدزنگ مثل استیل ضدزنگ یا تیتانیوم ساخته میشوند. این نوع سرها برای نمونهبرداری از موادی که به مواد پلاستیکی حساسیت دارند و یا در دماهای بالا یا با ترکیبات شیمیایی خاص استفاده میشوند.
سر پلاستیکی (Plastic Heads): سرهای پلاستیکی معمولاً از مواد مانند پلیپروپیلن ساخته میشوند. این نوع سرها مناسب برای نمونهبرداری از مواد شیمیایی و آزمایشات بیولوژیکی هستند و از نظر اقتصادی نیز مناسبتر هستند.
سر زنجیرهای (Chain of Custody Heads): این نوع سرها برای حفظ امانت و ثبت ردیابی نمونهها در فرآیند نمونهبرداری بسیار مهم هستند. آنها معمولاً دارای سیستمهای قفل و مهر مخصوص برای ثبت و ردیابی نمونهها هستند.
سر مخروطی (Cone Heads): سرهای مخروطی معمولاً برای نمونهبرداری از مواد خمیری یا ژلها استفاده میشوند. این نوع سرها به صورت مخروطی طراحی شدهاند تا نمونه به راحتی درون سر وارد شود.
سر ترکیبی (Combination Heads): برخی از سرها ترکیبی هستند و برای نمونهبرداری از مواد متنوعی مناسب هستند. این سرها معمولاً دارای قسمتهای مختلفی برای جمعآوری نمونههای مایع، گاز و جامد هستند.
سر حفظ حرارت (Heated Heads): برای نمونهبرداری از موادی که در دماهای بالا باید حفظ حرارت شوند، سرهای حفظ حرارت استفاده میشوند. این سرها دارای سیستمهای گرمایشی هستند.
سرهای تعبیهشده (Built-in Heads): برخی از سمپلرها دارای سرهای تعبیهشده هستند که غیرقابل تعویض هستند. این نوع سرها برای کاربردهای خاص بهکار میروند.
سرهای اتوماتیک (Automatic Heads): سرهای اتوماتیک دارای سیستمهای مکانیکی یا الکترونیکی هستند که به صورت خودکار نمونهبرداری و انتقال نمونهها را انجام میدهند.
هر نوع سر سمپلر برای نیازهای خاص آزمایشگاهی و مواد مورد استفاده متفاوت است. انتخاب صحیح سر بسیار مهم است تا دقت نمونهبرداری و تجزیه و تحلیل نمونهها تضمین شود.
1- سمپلر آزمایشگاهی حجم ثابت و سمپلر آزمایشگاهی حجم متغیر
سمپلرهای آزمایشگاهی به دو نوع حجم ثابت (Fixed Volume Sampler) و حجم متغیر (Variable Volume Sampler) تقسیم میشوند. این دو نوع سمپلر برای نمونهبرداری از مایعات در آزمایشگاهها به کار میروند. در زیر تفاوتها و ویژگیهای هر یک از این دو نوع سمپلر آزمایشگاهی را بررسی میکنیم:
2- حجم ثابت (Fixed Volume Sampler):
حجم ثابت: سمپلر حجم ثابت دارای یک حجم مشخص برای نمونهبرداری است. این به معنای این است که هر بار که از این سمپلر استفاده میشود، حجم یکسانی از نمونه جمعآوری میشود.
مناسب برای نمونهبرداری مقدار دقیق: سمپلر حجم ثابت برای نمونهبرداری از مقدار دقیق و یکسان نمونهها مناسب است. این ویژگی مناسبی برای آزمایشاتی است که نیاز به تکرارپذیری دقیق دارند.
سادگی: این سمپلرها معمولاً سادهتر و آسانتر در استفاده هستند و نیاز به تنظیم حجم متغیر ندارند.
نکته مهم: در این نوع سمپلر، میزان نمونهبرداری معمولاً توسط طراحی و اندازهگیری مستقیم تعیین میشود و کاربر نمیتواند حجم را تغییر دهد.
3- سمپلر حجم متغیر (Variable Volume Sampler):
حجم تنظیمپذیر: در این نوع سمپلر، کاربر امکان تنظیم حجم نمونهبرداری به صورت متغیر دارد. این به معنای این است که کاربر میتواند حجم مورد نظر خود را از نمونه برداری کند.
انعطافپذیری: سمپلر حجم متغیر انعطافپذیری بالایی دارد و برای نمونهبرداری از مقادیر مختلف نمونهها و حجمهای متنوع مناسب است.
تطابق با نیازهای مختلف: این نوع سمپلر به محضرهایی که نیاز به نمونهبرداری از مقادیر متغیر دارند، پاسخ میدهد.
نکته مهم: برای استفاده از سمپلر حجم متغیر، کاربر باید قادر به تنظیم حجم و کنترل دقیق دستگاه باشد.
با توجه به نیازهای خاص آزمایشات و مقادیر مورد نیاز برای نمونهبرداری، انتخاب بین سمپلر حجم ثابت و حجم متغیر بستگی به سیاق آزمایش دارد.
4- سمپلر آزمایشگاهی تککاناله و سمپلر آزمایشگاهی چندکانال
سمپلرهای آزمایشگاهی به دو نوع تککاناله (Single-Channel Sampler) و چندکانال (Multi-Channel Sampler) تقسیم میشوند. این دو نوع سمپلر برای نمونهبرداری از مایعات در آزمایشگاهها به کار میروند و اختلاف اصلی بین آنها تعداد کانالهای نمونهبرداری است. در زیر ویژگیها و کاربردهای هر دو نوع سمپلر را بررسی میکنیم:
1-یکی از انواع سمپلر ها نوع تککاناله (Single-Channel Sampler) میباشد :
تعداد کانال: این نوع سمپلر فقط یک کانال نمونهبرداری دارد، به این معنا که در هر دوره نمونهبرداری تنها یک نمونه جمعآوری میشود.
دقت: سمپلر تککاناله برای نمونهبرداری از یک نمونه خاص با دقت بالا و کنترل دقیق تنظیم حجم مناسب است.
کاربردها: برای آزمایشها و کاربردهایی که نیاز به دقت بالا و نمونهبرداری از یک نمونه دقیق دارند، مناسب است. مثلاً در آزمایشات کمیابشناسی و آزمایشاتی که نیاز به تکرارپذیری دقیق دارند، از سمپلر تککاناله استفاده میشود.
2-سمپلر چندکانال (Multi-Channel Sampler):
تعداد کانالها: سمپلر چندکانال دارای چندین کانال نمونهبرداری است، به این معنا که در هر دوره نمونهبرداری میتوان چند نمونه از مایع مختلف را همزمان جمعآوری کرد.
انعطافپذیری: این نوع سمپلر به کاربر امکان میدهد تا از مایعات مختلف در یک زمان نمونهبرداری کند و انعطافپذیری بسیار بالایی دارد.
کاربردها: سمپلر چندکانال مناسب برای آزمایشاتی است که نیاز به نمونهبرداری از چند نمونه مختلف به صورت همزمان دارند. این نوع سمپلر معمولاً در آزمایشات زیستی، شیمیایی و کمیابشناسی بکار میرود.
انتخاب بین سمپلر تککاناله و سمپلر چندکانال بستگی به نوع آزمایش، نیاز به نمونهبرداری از یک یا چند نمونه، دقت مورد نیاز و انعطافپذیری مورد انتظار دارد.
3- سمپلر آزمایشگاهی جابهجایی هوا
سمپلر آزمایشگاهی جابهجا کننده هوا (Air Displacement Sampler) ابزاری است که برای جمعآوری نمونههای هوا از محیط به منظور آزمایش و تجزیه و تحلیل در آزمایشگاه مورد استفاده قرار میگیرد. این نوع سمپلر با استفاده از اصول تغییر حجم هوا نمونهبرداری انجام میدهد. ویژگیها و عملکرد سمپلر جابهجا کننده هوا به شرح زیر است:
عملکرد اصلی: عملکرد اصلی سمپلر جابهجا کننده هوا، جمعآوری و انتقال نمونههای هوای محیط به آزمایشگاه است. این نمونهها معمولاً برای تجزیه و تحلیل مواد معلق در هوا، گازها، ذرات و ترکیبات مختلف هوا بکار میروند.
ساختار و اجزا: سمپلر جابهجا کننده هوا عمدتاً از میله، سر نمونهبرداری، سیستم مکانیکی یا الکترونیکی برای تنظیم حجم و مکانیزم تغییر حجم هوا (مثل کمپرسور) تشکیل شده است.
تغییر حجم هوا: اصل عملکرد این سمپلر بر اساس تغییر حجم هوا در داخل میله است. هنگامی که سمپلر از محیطی با حجم مشخص هوا جمعآوری میکند، حجم هوا در داخل میله تغییر میکند و نمونهها به داخل سمپلر منتقل میشوند.
تنظیم حجم: سمپلر جابهجا کننده هوا معمولاً امکان تنظیم حجم نمونهبرداری را فراهم میکند. این ویژگی به کاربر امکان میدهد تا حجم مناسب نمونهبرداری را تنظیم کند.
کاربردها: سمپلر جابهجا کننده هوا برای اندازهگیری ترکیبات شیمیایی و ذرات معلق در هوا، آلودگی هوا، نظارت بر کیفیت هوا، اندازهگیری غلظت گازها، و انجام آزمایشات محیطی مورد استفاده قرار میگیرد.
نمونهبرداری مکرر: این سمپلر معمولاً برای نمونهبرداری مکرر و تکرارپذیری در بازههای زمانی مختلف استفاده میشود تا نتایج قابل اعتماد از آزمایشات محیطی به دست آید.
سمپلر جابهجا کننده هوا نقش مهمی در نظارت بر محیط و انجام آزمایشات محیطی دارد و برای اندازهگیری و کنترل کیفیت هوا و آلودگیهای محیطی مورد استفاده قرار میگیرد.
4- سمپلر آزمایشگاهی جابهجایی مثبت
سمپلر آزمایشگاهی جابهجا کننده مثبت (Positive Displacement Sampler) یک وسیله نمونهبرداری است که برای جمعآوری نمونهها از مایعات و مواد مختلف در آزمایشگاه استفاده میشود. ویژگی مهم این سمپلر، این است که نمونهبرداری به وسیله یک مکانیزم مثبت انجام میشود، به این معنا که یک قسمت از سمپلر به صورت متغیر جابهجا میشود تا نمونهها جمعآوری شوند. ویژگیها و کاربردهای این نوع سمپلر به شرح زیر است:
عملکرد مثبت: عملکرد مثبت به این معناست که نمونهها با یک مکانیزم مثبت (مثل پیستون یا کمپرسور) از محیط به داخل سمپلر جمعآوری میشوند. این روش باعث مطمئن شدن از جمعآوری کامل نمونهها میشود.
تنظیم حجم: سمپلر جابهجا کننده مثبت امکان تنظیم حجم نمونهبرداری را فراهم میکند. کاربر میتواند حجم مورد نیاز برای نمونهبرداری را تنظیم کند.
دقت بالا: این سمپلرها دقت بالایی در نمونهبرداری دارند و برای آزمایشاتی که نیاز به دقت و تکرارپذیری دقیق دارند مناسب هستند.
کاربردها: سمپلرهای جابهجا کننده مثبت به طور گسترده در آزمایشگاهها برای نمونهبرداری از مایعات مختلف مورد استفاده قرار میگیرند. این نمونهها معمولاً برای تجزیه و تحلیل شیمیایی، آزمایشات زیستی و تستهای کیفیت مورد استفاده قرار میگیرند.
قابلیت نمونهبرداری مکرر: این سمپلرها به طور مکرر میتوانند نمونهبرداری انجام دهند و به دقت نمونهها را جمعآوری کنند.
سمپلر جابهجا کننده مثبت به عنوان یک ابزار موثر در آزمایشگاهها برای نمونهبرداری و جمعآوری نمونهها با دقت و قابلیت تنظیم حجم مورد استفاده قرار میگیرد و برای آزمایشات مختلف در حوزههای مختلف کار برد دارد
تمیزکردن و آلودگیزدایی از یک سمپلر آزمایشگاهی بسیار مهم است تا دقت نمونهبرداری حفظ شود و نتایج آزمایشات معتبر باشند. در ادامه، نحوه تمیزکردن و آلودگیزدایی از یک سمپلر آزمایشگاهی را برای سمپلرهای مختلف تشریح میکنم:
1. سمپلر آزمایشگاهی جابهجا کننده هوا:
قبل از هر استفاده، سمپلر را به دقت تمیز کنید.
استفاده از محلولهای ضدعفونی مانند الکل یا اتیلناکسید برای تمیزکردن سطوح تماسی سمپلر.
اگر سمپلر دارای قطعات قابل تعویض است (مانند لولهها یا فیلترها)، آنها را تعویض کنید.
2. سمپلر آزمایشگاهی جابهجا کننده مثبت:
ابتدا سمپلر را به دقت تمیز کنید و از حجم متغیر آن جداشوید.
مکانیزم مثبت نمونهبرداری (مثل پیستون) را با دقت تمیز کنید.
از محلولهای ضدعفونی مانند الکل برای تمیزکردن قسمتهای تماسی سمپلر استفاده کنید.
قبل از استفاده مطمئن شوید که سمپلر به درستی تمیز شده و هیچ رسوبی باقی نمانده است.
3. سمپلر تککاناله یا چندکانال:
قبل از هر استفاده، قسمتهای مختلف سمپلر را جدا کنید و به دقت تمیز کنید.
سر نمونهبرداری و سیستم تنظیم حجم را تمیز کنید.
قسمتهای متحرک را تحت آب جاروب کنید تا هر نوع آلودگی از بین برود.
قبل از استفاده، قطعات را با دقت بازیافت و راهاندازی کنید تا اطمینان حاصل شود که سمپلر تمیز و آماده استفاده است.
4. سمپلر جابهجا کننده مواد خمیری:
قبل از تمیزکردن، مطمئن شوید که همه مواد خمیری از داخل سمپلر خارج شده است.
قطعات قابل جداشدن را تمیز کنید و سپس داخل سمپلر با دقت تمیز کنید.
از محلولهای تمیزکننده خاص برای مواد خمیری استفاده کنید.
پس از تمیزکردن، سمپلر را به دقت تجمیع کنید و آماده به کار آورید.
تمیزکردن سمپلر آزمایشگاهی به دقت و با رعایت مراحل فوق میتواند از آلودگی و تداخل در نمونهبرداری جلوگیری کند و دقت نتایج آزمایشات را تضمین کند. همچنین، مراعات اصول بهداشتی و استفاده از محلولهای ضدعفونی مناسب میتواند خطر انتقال عوامل آلودگی به نمونهها را کاهش دهد.
نگهداری صحیح از یک سمپلر آزمایشگاهی بسیار مهم است تا عمر مفید آن را افزایش دهید و دقت نمونهبرداری و نتایج آزمایشها را حفظ کنید. در ادامه، تعدادی نکته مهم در خصوص نگهداری صحیح از سمپلر آزمایشگاهی آورده شده است:
تمیزکردن منظم: سمپلر را پس از هر استفاده به دقت تمیز کنید. استفاده از محلولهای ضدعفونی معمولاً موثر است. اگر سمپلر دارای قطعات قابل جداشدن است، آنها را جدا کرده و تمیز کنید.
آلودگیزدایی: از تمیزکردن منظم سمپلر به منظور آلودگیزدایی از عوامل خارجی و ذرات معلق پرهیز کنید. ذرات معلق میتوانند دقت نمونهبرداری را کاهش دهند.
نگهداری در شرایط محیطی مناسب: سمپلر را در محیط خشک و تمیز نگهداری کنید و از تغییرات دما و رطوبت نگریزید. شرایط محیطی ناسازگار میتوانند سمپلر را تحت تأثیر قرار دهند.
محافظت از آلودگیها: سمپلر را در محافظتهای مناسب (مثل جعبهها یا کاورها) نگهداری کنید تا از آلودگیها و ذرات خارجی محافظت شود.
بررسی و نگهداری تجهیزات قابل تنظیم: اگر سمپلر دارای قطعات قابل تنظیم (مانند پیستون یا کمپرسور) است، از منظم بررسی و نگهداری آنها برای اطمینان از عملکرد صحیح استفاده کنید.
تغییرات قطعات مصرفی: قطعات مصرفی (مانند فیلترها و لولهها) را به منظور حفظ کارایی سمپلر به موقع تعویض کنید.
کالیبراسیون و تعداد ثانیههای استفاده: سمپلرها باید به دورههای کالیبراسیون تحت آزمایش فنی و تعداد ثانیههای استفاده محدود شده خود تابع شوند.
برنامهریزی تعمیر و نگهداری: تعمیر و نگهداری منظم سمپلرها را در برنامههای تعمیر و نگهداری آزمایشگاهی قرار دهید تا از عملکرد صحیح آنها اطمینان حاصل کنید.
آموزش به کاربران: افرادی که از سمپلر استفاده میکنند را به طور منظم آموزش دهید تا روشهای صحیح نگهداری و استفاده را بدانند.
در صورت بروز مشکل: اگر مشکلاتی در عملکرد سمپلر رخ داد، آن را تا زمان تعمیر به کار نبرید تعویض کنید
نگهداری صحیح از سمپلر آزمایشگاهی اهمیت بالایی دارد تا از دقت نمونهبرداری و اعتبار نتایج آزمایشها اطمینان حاصل شود. این نکات را به عنوان راهنماهای عملی در نظر بگیرید تا عمر و عملکرد سمپلر شما بهینه باقی بماند.
جمعبندی
در نگهداری و مراقبت از یک سمپلر آزمایشگاهی، نکات مهمی وجود دارد که باید رعایت شوند تا عمر و دقت سمپلر حفظ شود:
تمیزکردن منظم و دقیق سمپلر بعد از هر استفاده با استفاده از محلولهای ضدعفونی.
آلودگیزدایی از عوامل خارجی و ذرات معلق از سمپلر با توجه به محافظتهای مناسب.
نگهداری در شرایط محیطی مناسب، با اجتناب از تغییرات دما و رطوبت ناسازگار.
بررسی و نگهداری تجهیزات قابل تنظیم به منظور اطمینان از عملکرد صحیح.
تعویض قطعات مصرفی به موقع (مانند فیلترها و لولهها).
تعمیر و نگهداری منظم و برنامهریزی در دورههای تعمیر و نگهداری.
کالیبراسیون و تابعیت از تعداد ثانیههای استفاده محدود شده.
آموزش به کاربران در مورد نگهداری صحیح و استفاده از سمپلر.
تعویض سمپلر در صورت بروز مشکلات عملکرد.
رعایت این نکات به عنوان یک برنامه نگهداری منظم، عمر و دقت سمپلر آزمایشگاهی را تضمین میکند و از بهبود کیفیت نمونهبرداری و دقت نتایج آزمایشات اطمینان حاصل میکند.