Автор работы: Пользователь скрыл имя, 15 Ноября 2014 в 17:14, реферат
Центрифуга – аппарат для создания центробежной силы для разделения неоднородной смеси на составные части различной плотности.
Первая центрифуга была сконструирована в 1877 г. в Германии Лефельдом (W. Lefeld).
Принцип работы центрифуги заключается в том, что центробежная сила , возникающая при вращении ротора , смещает находящиеся в растворе частицы в направлении от оси вращения при условии , что плотность частиц превышает плотность раствора.
1.Обзор научно-технической литературы
2.Описание конструкции и принципа действия центрифуги
3.Центрифуга медицинская
4.Центрифуга лабораторная
5.Настольные центрифуги
6.Получение образцов крови в КДЛ
7.Заключение
Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Новосибирский государственный медицинский университет»
Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации
(ГБОУ ВПО НГМУ Минздравсоцразвития России)
Реферат
по физике
Центрифуги, центрифугирование.
Содержание.
1.Обзор научно-технической литературы
2.Описание конструкции и принципа действия центрифуги
3.Центрифуга медицинская
4.Центрифуга лабораторная
5.Настольные центрифуги
6.Получение образцов крови в КДЛ
7.Заключение
1.Обзор научно-технической литературы
Центрифуга – аппарат для создания центробежной силы для разделения неоднородной смеси на составные части различной плотности.
Первая центрифуга была сконструирована в 1877 г. в Германии Лефельдом (W. Lefeld).
Принцип работы центрифуги заключается в том, что центробежная сила , возникающая при вращении ротора , смещает находящиеся в растворе частицы в направлении от оси вращения при условии , что плотность частиц превышает плотность раствора.
Таким образом, центрифугированием называют разделение с помощью центробежных сил неоднородных систем, состоящих из жидкости и твёрдых частиц (суспензии) или двух взаимно не растворяющихся жидкостей с различным удельным весом (эмульсия).
По принципу действия центрифуги делят на осадительные и фильтрующие.
В осадительных центрифугах ротор выполнен со сплошной стрелкой. При разделении суспензий твёрдые частицы, имеющие, как правило удельный вес больший, чем жидкая фаза, под действием центробежной силы осаждаются на обечайке ротора в виде кольцевого слоя; жидкая фаза также в виде кольцевого слоя располагается ближе к оси вращения.
Разновидностью осадительных центрифуг являются сепарирующие центрифуги, предназначенные для разделения эмульсий. При разделении эмульсии у обечайки ротора располагается слой жидкости с большим удельным весом, близко к оси вращения – с меньшим удельным весом.
В фильтрующих центрифугах ротор выполнен с перфорированной обечайкой, на внутренней поверхности которой закреплена фильтрующая перегородка (сито или ткань). При разделении суспензий жидкая фаза проходит через фильтрующую перегородку, а твёрдая одновременно откладывается на фильтрующей перегородке в виде кольцевого слоя.
По характеру процесса центрифугирования центрифуги делятся на центрифуги периодического действия и центрифуги непрерывного действия. В центрифугах периодического действия различные операции центрифугирования – загрузка, разделение, выгрузка – происходят последовательно и периодически. В центрифугах непрерывного действия все эти операции происходят одновременно и непрерывно.
По способу выгрузки осадка из ротора различают центрифуги с ручной выгрузкой , гравитационной выгрузкой , выгрузкой ножом , пульсирующим поршнем , шнековой выгрузкой , с помощью вибрации.
Ручная выгрузка. В центрифугах непериодического действия ручную выгрузку производят после остановки ротора.
Гравитационная выгрузка. В фильтрующих центрифугах периодического действия осадок выгружается под действием собственного веса после остановки ротора.
Выгрузка пульсирующим поршнем. В фильтрующих центрифугах осадок выгружается при возвратно-поступательном движении внутреннего каскада ротора (поршня). При этом осадок выводится из ротора непрерывно без остановки ротора.
Выгрузка ножом. В центрифугах непрерывного действия осадок выгружается ножом при рабочем или пониженном числе оборотов ротора.
Шнековая выгрузка. В центрифугах непрерывного осадок выгружается при вращении шнека относительно ротора. При этом осадок выгружается непрерывно без остановки ротора.
Выгрузка с помощью вибрации. В центрифугах непрерывного действия осадок выгружается вследствие колебаний конденсного ротора в осевом направлении. При этом осадок непрерывно выгружается из ротора при рабочем числе оборотов.
В зависимости от расположения оси вращения центрифуги разделяют на вертикальные, горизонтальные и наклонные.
Центрифуги широко применяются в лабораторной практике.
Лабораторные центрифуги предназначены для разделения биологических жидкостей на фракции с диагностической целью, например, для определения объёмного соотношения компонентов крови больного либо для дальнейшего анализа выделенной фракции с целью определения химического состава, структуры, молекулярного веса (массы) и т.д.
В лабораторной практике применяют центрифуги общего назначения (частота вращения ротора до 6000 – 8000 об/мин), скоростные рефрижераторные центрифуги (частота вращения ротора 18000 – 25000 об/мин) и ультрацентрифуги (частота вращения ротора до 75000 – 80000 об/мин).
Особую группу представляют собой узкоспециализированные центрифуги предназначенные для стандартных клинических анализов крови , например, для определения гематокритного числа. К группе узкоспециализированных центрифуг относят центрифуги, с помощью которых разделяют цельную кровь на плазму и форменные элементы.
В зависимости от цели в лабораторной практике различают препаративное и аналитическое центрифугирование.
При препаративном центрифугировании исходный биологический материал берут в больших количествах (от нескольких десятков миллилитров до нескольких литров) и выделенные компоненты используются для дальнейших исследований .
При аналитическом центрифугировании исходный биологический материал берут в небольших количествах (не более 1 мл) и подвергают центрифугированию на аналитических ультрацентрифугах. Полученные на основе такого центрифугирования данные могут дать объективное представление о чистоте молекул и структуре исследуемого вещества.
Центрифугирование делится на дифференциальное, зонально-скоростное, равновесное.
В медицине используется, как правило, дифференциальное центрифугирование , основанное на различных скоростях осаждения частиц на дно пробирки. Большое применение этот метод нашёл гематологии для разделения крови на плазму и форменные элементы.
В медико-биологических исследованиях центрифугирование широко применяется для разделения на фракции гомогенов тканей в качественном и количественном анализе.
2.Описание конструкции и принципа действия центрифуги
Центрифуга состоит из следующих основных частей:
1 – корпус;
2 – привод;
3 – пульт управления;
4 – основание;
5 –электропривод;
6 – вал;
7 – датчик;
8 – кожух;
9 – ручка; 10 – ручка;
11 –выключатель часов;
12 – выключатель цепи питания;
13 – крышка; 14 – винт;
15 – разъем;
16 – гайка;
17 – крышка;
18 – винт;
19 – амортизатор;
20 – винт.
3.Центрифуга медицинская
Медицинская лабораторная центрифуга
– это прибор, предназначенный для клинических
лабораторных исследований. Прежде всего
центрифуга медицинская применяется для
разделения биологических жидкостей –
таких, как кровь, моча, лимфа, материнское
молоко. Практически все биологические
жидкости представляют собой неоднородные
смеси, а потому легко разделяются с помощью
центрифуги. Это необходимо, например,
при изучении анализов пациентов.
Чаще всего объектом исследования является
кровь, поэтому наряду с универсальными
медицинскими центрифугами существуют
специальные лабораторные центрифуги
для приготовления препаратов крови.
Помимо лабораторных исследований специальные лабораторные центрифуги используются для приготовления препаратов крови в больших количествах для дальнейшего использования в медицинской практике (в частности, для переливания). Именно таким способом получается, например, сыворотка крови. А поскольку готовый продукт подлежит длительному хранению, для этих целей обычно применяются рефрижераторные лабораторные центрифуги, которые не только разделяют составные части смеси, но и охлаждают
4.Центрифуга лабораторная
В научных лабораториях часто используются
те же центрифуги, что и в медицинских
клиниках. Однако при научных исследованиях
приходится иметь дело с большим числом
жидкостей, смесей и суспензий, а иногда
к качеству разделения составляющих предъявляются
особые требования. Поэтому центрифуга
лабораторная – это не всегда то же самое,
что центрифуга медицинская.
Помимо научных исследований лабораторные
центрифуги применяются в различных видах
практической деятельности.
Существуют как универсальные лабораторные центрифуги, так и специализированные лабораторные центрифуги, рассчитанные на выполнение узких задач. В качестве примера последних (причем в сфере, которая не связана с медициной) можно указать молочные центрифуги, которые используются в сельском хозяйстве и на молокозаводах в процессе определения качества молока и исследования его свойств.
5.Настольные центрифуги
В некоторых случаях для клинических
лабораторных исследований наиболее рационально
использовать компактные настольные лабораторные
центрифуги. Такие устройства, конечно,
уступают в функциональности мощным стационарным
центрифугам, но они незаменимы, например,
в мобильных лабораториях и передвижных
госпиталях.
Наиболее известная и популярная в нашей
стране модель прибора этого класса –
настольная переносная медицинская центрифуга
ОПН - 3. Она рассчитана на десять пробирок
и предназначена для разделения неоднородных
жидких смесей плотностью до 2 граммов
на кубический сантиметр (это ограничение
типично и для большинства других медицинских
и лабораторных центрифуг; лишь некоторые
специальные центрифуги позволяют разделять
более плотные смеси).
При этом центрифуга ОПН – 3 весит всего
12 кг и имеет корпус, специально разработанный
с тем, чтобы исключить повреждения при
переноске и транспортировке. Питается
такая центрифуга от обычной бытовой сети
переменного тока.
Впрочем, существуют и более легкие настольные переносные центрифуги, однако их функциональные возможности по сравнению с ОПН – 3 и близкой к ней по конструкции ОПН – 8 ограничены.
Smart 15
6.Получение образцов крови в КДЛ
Центрифугирование крови для получения образцов сыворотки, плазмы или форменных элементов крови - один из трудоемких и важных этапов преаналитического периода клинических лабораторных исследований.
Несмотря на кажущуюся простоту работы на лабораторных центрифугах, на практике встречается большое количество ошибок, приводящих к потере образца крови или неточным результатам анализа. Неправильный выбор параметров центрифугирования (тип ротора, адаптер, скорость и продолжительность вращения, центробежное ускорение, допустимый уровень дисбаланса и др.) может привести к:
Несоблюдение температурного режима может вызвать снижение активности или концентрации термочувствительных аналитов, а при использовании пробирок с гелем - к неэффективному разделению компонентов крови.
Для получения сыворотки или плазмы крови в клинических лабораториях используют препаративные (лабораторные) центрифуги общего назначения с различными видами роторов, позволяющих с помощью регулирования скорости его вращения (от 1000 до 25000 об/мин) выбирать необходимое центробежное ускорение (g).
Общепринятой классификации данного вида центрифуг нет. Условно их можно разделить на следующие группы в зависимости от:
универсальные центрифуги, имеющие набор сменных роторов и дополнительные принадлежности, что позволяет выполнять весь спектр задач по центрифугированию