زیست شناسی، علوم پایه ۲۶۵ بازدید

قبل از شروع کار در آزمایشگاه زیست بهتر است اطلاعات کاملی در مورد وسایل این آزمایشگاه و نحوه کار با آن‌ها داشته باشیم. در این مطلب قصد داریم لیست کاملی از وسایل آزمایشگاه زیست و نحوه کار با آن‌ها در اختیار شما قرار دهیم.

فهرست مطالب این نوشته

لوازم آزمایشگاه زیست

بعضی از لوازم و ظروف آزمایشگاه شیمی ازجمله ارلن، بالن، استوانه مدرج و بشر در آزمایشگاه زیست نیز استفاده می‌شوند. اما بعضی از این لوزام و تجهیزات تنها در آزمایشگاه‌های مختلف زیست کاربرد دارند که لیست کاملی از آن‌ها را در ادامه بررسی می‌کنیم.

مطلب پیشنهادی:
لوازم آزمایشگاه شیمی به همراه لیست کامل — از صفر تا صد (+ فیلم رایگان)
لیست کامل و ضروری از لوازم آزمایشگاه شیمی به همراه کابردهای هریک که به هنگام کار در آزمایشگاه شیمی باید اطلاع دقیقی از آنها داشته باشید.

ترازو در آزمایشگاه زیست

ترازوهای آزمایشگاه زیست در دو نوع دیجیتال و آنالیزی استفاده می‌شوند.

ترازوی دیجیتال

برای تعیین وزن مواد اولیه به ترازوی الکتریکی نیاز است. برای اندازه‌گیری مواد حساس ترازو در محفظه و اتاقی اختصاصی قرار می‌گیرد.

ترازو

ترازوی آنالیزی در آزمایشگاه زیست

«ترازوی آنالیزی» (Analytical balances) ابزاری بسیار حساس برای اندازه‌گیری دقیق مواد است. با این ترازو می‌توان ۰٫۱ میلی گرم تا ۰٫۰۱ میلی گرم از مواد را نیز وزن کرد. این ترازوها به‌وسیله محفظه‌ای شیشه‌ای از محیط اطراف جدا می‌شوند تا جریان هوا و نوسانات آن، بر مقدار کم نمونه تاثیری نداشته باشند. چون نمونه‌ای که با این ترازوها وزن می‌شود بسیار کم و دقت ترازو بسیار زیاد و به لرزش حساس است، ترازو را در اتاقی جدا نگه می‌دارند که تعداد کمی از افراد رفت و آمد دارند.

ترازو محفظه دار در آزمایشگاه زیست

تفاوت ترازوی ترازوی دیجیتال و آنالیزی چیست ؟

ترازوی آنالیزی برای اندازه‌گیری نمونه‌های بسیار کم طراحی شده است. اما ترازوهای دیجیتال معمولا برای اندازه‌گیری مقادیر بیشتر مواد، در دامنه ۰٫۱، ۰٫۰۱ و ۱ گرم استفاده می‌شوند. ترازوهای آنالیزی دقت بیشتری دارند، نسبت به تغییرات حساس‌تر هستند و تفاوت کوچک وزن را تشخیص می‌دهند. شکل و افزونه‌های ترازوهای دیجیتال تنوع بیشتری دارد اما دقت هیچ کدام از آن‌ها بیشتر از سه رقم اعشار نیست.

لام و لامل در آزمایشگاه زیست

«لام» (Slide) صفحه‌ای شیشه‌ای است که برای مشاهده نمونه‌ها زیر میکروسکوپ‌های نوری از آن‌ها استفاده می‌شود. «لامل» (Cover Glass) صفحه شیشه‌ای کوچکی است که نمونه قرارگرفته بر لام را می‌پوشاند و از آلودگی نمونه جلوگیری می‌کند.

لام و لامل

لام شمارش سلول چیست ؟

«هماتوکریمتر» (Hemocytometer)، لام شمارش سلول یا هموسیتومتر برای شمارش سلول‌ها به‌وسیله میکروسکوپ نوری استفاده می‌شود. متداول‌ترین نوع این لام‌ها، لام «نئوبار» (Neubauer) است. در مرکز نئوبار، فرورفتگی شبیه به H وجود دارد که لام را به دو محفظه جدا تقسیم می‌کند. در سطح لام برای راحت‌تر شدن شمارش سلول‌ها خطوط شطرنجی حک شده است. این صفحه شطرنجی، مربعی ۳ میلی‌متر در ۳ میلی‌متر است که به ۹ مربع ۱ در ۱ و هر مربع به ۱۶، ۱۰۰ یا ۴۰۰ مربع کوچک‌تر تقسیم می‌شود. تقسیم‌بندی متفاوت مربع‌ها، امکان شمردن سلول‌هایی با اندازه‌های مختلف را فراهم می‌کند.

نئوبار
لام شمارش سلول

استفاده از نئوبار در آزمایشگاه زیست

  1.  لام را قبل از استفاده با اتانول ۷۰٪ ضدعفونی کنید و مطمئن شوید قبل از به‌کارگیری سلول‌ها کاملا تبخیر شده است.
  2. برای جلوگیری از تبخیر نمونه از لامل استفاده کنید. ۱۰ میکرولیتر از محلول نمونه را در یک یا دو اتاقک هماتوکریمتر بریزید. اثر موئینگی، مایع را در لام پخش می‌کند.
  3. هماتوکریمتر را زیر میکروسکوپ قرار دهید.
  4. لنز میکروسکوپ را تنظیم کنید تا تصویر واضحی از سلول‌ها داشته باشید.
    سلول‌ها را بشمارید.
  5. پس از اتمام کار هماتوکریمتر و لامل را با اتانول ۷۰ تمیز کنید.

کدام سلول‌ها را بشماریم؟

قبل از شروع، باید تصمیم بگیرید کدام مربع‌ها را می‌شمارید. در بعضی از آزمایشگاه‌ها شمارش را از سلول‌هایی شروع می‌کنند که به خط بالا و سمت راست و بعضی دیگر، از سلول‌هایی که به خط چپ و پایین نزدیک هستند. مربع شمارشی را می‌توان به سه روش انتخاب کرد.

  • سلول‌های موجود در ۴ مربع گوشه‌ها و مربع وسط را بشمارید.
  • سلول‌های موجود در همه مربع‌ها را بشمارید. این روش در مواقعی پیشنهاد می‌شود که غلظت سلول‌ها زیاد است.
  • سلول‌های موجود در دو مربع مورب را بشمارید. این روش در مواقعی پیشنهاد می‌شود که عجله دارید.

پارافیلم

پارافیلم لایه نازکی از پارافین، بی‌رنگ، بی‌بو، ضدآب، نیمه‌شفاف، کشسان و پلاستیکی نرم است که در آزمایشگاه زیست برای پوشاندن ظرف‌های بدون در استفاده می‌شود.

پارافیلم

فیلتر سرنگی در آزمایشگاه زیست

«فیلترهای سرنگی» (Syringe Filters) یکی از ابزارهای یک‌بارمصرف آزمایشگاه زیست است که از غشای فیلترکننده ساخته می‌شود. این فیلتر برای خالص‌سازی نمونه‌های محلول و گازی قبل از شروع تست‌های آنالیزی ازجمله HPLC، کروماتوگرافی گازی، کروماتوگرافی تبادل یونی یا فیلتر کردن مقدار کم محیط کشت سلولی استفاده می‌شوند. این فیلترها ذراتی با اندازه‌های متفاوت را جدا می‌کنند که رایج‌ترین آن‌ها ۰٫۴۵ و ۰٫۲ میکرون است.

  • فیلتر ۰٫۴۵ معمولا برای جداسازی ذرات استفاده می‌شود.
  •  فیلتر ۰٫۲ یا فیلتر استریل، معمولا برای استریل کردن محلول‌ و حذف باکتری‌ها استفاده می‌شود.
فیلتر سرنگی

غشای فیلتر از مواد مختلفی ازجمله مشتقات سلولز، پلی‌سولفان، پلی‌پروپیلن، نایلن و دیگر پلیمرها ساخته می‌شود. این پلیمر تعیین می‌کند، فیلتر برای محلول‌های آبی یا آلی استفاده شود. برای مثال فیلترهای نایلونی برای هر دو محلول آبی و آلی مناسب هستند.

ورتکس

«ورتکس» (Vortex) دستگاه کوچک و رومیزی برای مخلوط کردن نمونه و همگن کردن محلول در آزمایشگاه زیست است.

ورتکس در آژمایشگاه زیست

تیوپ رولر

«تیوپ رولر» (Tube Roller) یا «میکسر چرخشی» (Roller Mixer) دستگاهی ساده و رومیزی برای مخلوط کردن مایعات با سرعت بسیار کم و با کمترین تنش است. این دستگاه بیشتر در آزمایشگاه‌های بیوشیمی و تشخیص طبی و برای شمارش پلاکت و آنالیز‌های سلول‌های خونی استفاده می‌شود. برای مخلوط کردن مواد در «طول شب» (Overnight) با تکان‌های آرام، این دستگاه کاربرد دارد.

تیوب رولر در آزمایشگاه زیست

پتری دیش و لوپ

«پتری دیش» (Petri Dish) ظرفی در دار، کوچک و شیشه‌ای است که برای کشت باکتری‌ها از آن استفاده می‌شود. در بعضی پتری‌دیش‌ها کف ظرف برای تسهیل کشت مقایسه‌ای باکتری‌ها، قسمت‌بندی می‌شود.

«لوپ» (Inoculating Loops) یک میله ساده است که حلقه موجود در انتهای آن برای برداشت نمونه‌های باکتریایی استفاده می‌شود.

پتری دیش در آزمایشگاه زیست

فلاسک کشت سلولی

برای کشت سلول‌های یوکاریوت از فلاسک استفاده می‌شود. این ظرف در بسته، براساس کاربردی که دارند از شیشه بروسیلیکات یا یکی از پلیمرهای پلی‌استیرن و پلی‌کاربولاکتون ساخته می‌شوند. اندازه این ظرف‌ها بین ۲۵ تا ۱۰۰۰ میلی‌لیتر است. دهانه فلاسک کشت سلول برای فراهم کردن بیشترین مساحت سطح کشت سلول، زاویه‌دار ساخته می‌شود. فلاسک کشت سلول در آزمایشگاه زیست

پلیت

پلیت‌های ۶، ۱۲، ۲۴، ۴۸ و ۹۶ تایی برای نگهداری نمونه، استخراج DNA، کشت سلول، PCR و تست‌های ایمنی‌شناسی طراحی شده‌اند و از موادی ساخته می‌شوند که نسبت به دما و واکنش‌های شیمیایی مقاوم هستند.

پلیت ۹۶ تایی

سمپلر

سمپلر یا میکرو پیپت ابزاری است که برای برداشتن حجم کم محلول‌ها (میکرولیتر یا لاندا) از آن استفاده می‌کنیم. برای استفاده از آن نیاز به سرسمپلر است. سمپلر از دکمه تنظیم حجم، دکمه آزاد کردن سرسمپلر و پیستون برداشتن محلول تشکیل شده است.

سمپلر
قسمت‌های مختلف میکروپیپت

سر سمپلر

«سر سمپلر» (Pipette Tips) پلاستیکی شفاف و مخروطی‌شکل است که می‌توان برای مدت طولانی آن را ذخیره و اتوکلاو کرد. سرسمپلر برای برداشتن مایعات (۰٫۰۱ میکرولیتر تا ۵ میلی‌لیتر) به‌وسیله سمپلر استفاده می‌شود.

سر سمپلر آزمایشگاه زیست
حجم‌های مختلف سرسمپلر

سمپلر چند سر

این سمپلرها امکان برداشتن همزمان چند محلول یا غلظت‌های مختلف یک محلول را فراهم می‌کنند و در پر کردن پلیت‌های چندچاهکی کاربرد زیادی دارند. به‌وسیله این سمپلرها مثل سمپلرهای تکی، می‌توان از چند میکرولیتر تا هزاران میکرولیتر محلول را جابه‌جا کرد.

سمپلر در آزمایشگاه زیست
سمپلر تک‌سر (چپ) و چندسر (راست)

لوله‌های آزمایش

لوله‌های آزمایشگاه زیست، به سه دسته تقسیم می‌شوند.

  • لوله آزمایش: لوله آزمایش معمولا استوانه‌ای و از جنس شیشه است. از این لوله برای مخلوط کردن یا نگهداری کوتاه‌مدت نمونه‌های مایع استفاده می‌شود. انتهای این لوله‌ها کروی است. بهتر است از این لوله‌ها برای سانتریفیوژ استفاده نکنید.
    لوله آزمایش
  • لوله سانتریفوژ: این لوله‌ها از جنس شیشه یا پلی‌استر هستند. انتهای این لوله‌ها برای راحتی جدا کردن رسوب از مایع رویی، مخروطی‌شکل طراحی شده است و مواد سازنده آن‌ها تحمل فشار بالا در چرخش دستگاه را دارند.
  • میکرولوله‌ها: میکرولوله‌ها یا «میکروتیوپ‌ها» (Microtube) لوله‌های بسیار کوچک برای تهیه و سانترفیوژ حجم کم نمونه‌ها مثل استخراج DNA است. این لوله‌ها از جنس پلاستیک هستند و به «اپندروف» (Eppendorf) نیز معروف‌اند. حجم میکرولوله‌ها بین ۰٫۵ تا ۲ ml متغیر است.

لوله فالکن چیست ؟

فالکن، نام یکی از برندهای تجهیزات آزمایشگاهی است که به دلیل کاربرد زیاد، لوله‌های سانترفیوژ آن را به اشتباه لوله فالکن می‌گویند.

لوله فالکن

جا لوله‌ای

جالوله‌ای یا «رَک» (Rack) وسیله‌ای پلاستیکی یا فلزی در اندازه‌ها و رنگ‌های مختلف است که لوله‌های آزمایش متفاوت در آن قرار می‌گیرند.

جا لوله ای

سطل ایمن

سطل ایمن یا «سِیفتی باکس» (Safety Box) برای دورریزهای آلوده و بُرنده در آزمایشگاه زیست استفاده می‌شود. این سطل دربسته از جنس پلاستیک یا کاغذ، زردرنگ با برچسب خطر روی بدنه است.

سیفتی باکس آزمایشگاه زیست

اتوکلاو

برای استریل‌کردن ابزارهای آزمایشگاه زیست از دستگاه «اتوکلاو» (Autoclaves) استفاده می‌شود. این دستگاه به‌وسیله بخار آب با فشار بالا باکتری‌ها، قارچ‌ها، ویروس‌ها و اسپور آن‌ها را از بین می‌برد. دما و فشار ایجاد شده، ساختارهای پروتئینی میکروب‌ها را برهم می‌زند و سبب مرگ آن‌ها می‌شود. به همین دلیل به هیچ عنوان از این روش، برای استرلیزاسون فراورده‌های زیستی استفاده نکنید.

اتوکلاو آزمایشگاه زیست

آون

«آون» (Oven) یکی از تجهیزات آزمایشگاه زیست با دو دیواره است که با جریان همرفتی مواد و وسایل آزمایشگاه را گرم می‌کند. این وسیله، دمایی بین 70 تا 2500 درجه سانتی‌گراد ایجاد می‌کند و برای گرم کردن، خشک کردن و استرلیزاسیون استفاده می‌شود. تفاوت آون و انکوباتور دمای ایجاد شده به‌وسیله هر کدام است. همچنین، انکوباتور برای کشت باکتری و آون برای از بین بردن باکتری کاربرد دارد.

انکوباتور در آزمایشگاه زیست

انکوباتور محیطی کنترل شده و بدون آلودگی برای کشت سلول یا بافت در آزمایشگاه فراهم می‌کند. دما، میزان رطوبت و میزان $$CO_{2}$$ لازم برای رشد سلول‌ها را می‌توان در این دستگاه تنظیم کرد. این دستگاه انواع متنوعی دارد که برای شرایط مختلف مناسب است.

  • انکوباتور $$CO_{2}$$: این دستگاه برای رشد سلول و بافت در دمای ثابت (۴ تا ۵۰ درجه سانتی‌گراد)، رطوبت بالا (۹۵ تا ۹۸٪) و حضور گاز $$CO_{2}$$ طراحی شده است. دیواره داخلی این دستگاه از استیل بی‌رنگ یا در نمونه‌های جدید از مس ضدباکتری ساخته می‌شود. در این دستگاه آلودگی‌زدایی توسط خودسیستم و به‌وسیله پرتو فرابنفش یا گرما انجام می‌گیرد.
  • «انکوباتور خشک یا گرم‌کن» (Heaters): این دستگاه بیشتر در آزمایشگاه‌های بیوشیمی، میکروبیولوژی و مولکولی برای گرم‌کردن نمونه‌ها قبل شروع آزمایش استفاده می‌شود.
    هیتر
  • «انکوباتور هیبریداسیون» (Hybridization Incubators): این دستگاه برای آزمایش‌های استریل و مواردی استفاده می‌شود که حفظ یکپارچگی نمونه پس از آزمایش مهم است. انکوباتور هیبریداسیون، در هیبریداسیون‌های اسیدنوکلئیک مثل بلات‌ها کاربرد دارد.
    انکوباتور هیبریداسیون
  • انکوباتور $$O_{2}$$: این انکوباتورها برای ایجاد شرایطی استفاده می‌شوند که غلظت اکسیژن لازم بسیار کم یا بسیار بالا است. این انکوباتور در مطالعه باکتری‌های بی‌هوازی یا محیط تومور کاربرد دارد.
  • «انکوباتور لرزشی» (Shaking Incubators): از این دستگاه معمولا برای کشت سلول، «هوادهی» (Aeration) به سلول و مطالعات حل‌شوندگی استفاده می‌شود. انکوباتور لرزشی مجهز به صفحه‌ای متحرک است که نمونه روی آن قرار می‌گیرد.
    شیکر انکوباتور
  • «انکوباتور رطوبتی» (Water-Jacketed Incubators): در این انکوباتورها، انتقال گرمای یکسان در دیواره به‌وسیله حرکت آب گرم انجام می‌شود. چون آب گرما را برای مدت طولانی حفظ می‌کند، دمای دستگاه با رفتن برق یا باز شدن چندباره در، ثابت می‌ماند.

اجزای انکوباتور رطوبتی

انکوباتور رطوبتی از اجزای زیر تشکیل شده است.

  • کابینت: کابینت محفظه‌ای مکعبی با دیواره دو جداره است. دیواره داخلی از آلومینیوم و دیواره خارجی از استیل بی‌رنگ ساخته شده است و بین دو دیواره با پشم شیشه پر می‌شود.
  • در: انکوباتورهای مختلف یک یا دو در دارند. اگر در بیرونی از جنس آلومینوم یا استیل بی‌رنگ باشد، در داخلی حتما شیشه‌ای است تا کاربر بتواند در زمان کار با دستگاه نمونه را مشاهده کند.
  • صفحه کنترل: کلیدهای کنترل پارامترهای مختلف ازجمله دما، زمان و رطوبت در این صفحه قرار دارد.
  • ترموستات: این قطعه دمای انکوباتور را با تغییر دمای محیط، تنظیم می‌کند.
  • طبقه‌های سوراخ‌دار: ظرف نمونه در این طبقه‌ها قرار می‌گیرد. طبقه‌ها را می‌توان از دستگاه خارج و تمیز کرد.
  • درزبند آزبست: این درزبند در مواقع بسته بودن در، مانع ورود هوا به محفظه اصلی می‌شود.
  • دماسنج L-شکل: دماسنج در بخش بالایی و داخلی درِ دوم انکوباتور قرار دارد.
  • فیلترهای HEPA: بعضی انکوباتورها برای جلوگیری از ورود جریان هوای آلوده، فیلترهای هوای هِپا (High Efficiency Particulate Air | HEPA) دارند.
  • کنترل دما و رطوبت: منبع آب زیر اتاقک قرار دارد که تبخیر آن، رطوبت اتاقک را تنظیم می‌کند. محفظه $$CO_{2}$$ موجود در این قسمت میزان $$CO_{2}$$ را تنظیم می‌کند.
اجزا انکوباتور آزمایشگاه زیست

فریزر آزمایشگاه زیست

فریزرهای آزمایشگاه زیست، تجهیزات مهمی برای ذخیره و منجمد کردن طولانی‌مدت نمونه‌ها هستند. تفاوت این فریزرها یا فریزرهای معمولی در کمینه دما است. فریزر آزمایشگاهی، نمونه‌ها را در دمای منفی ۴ تا منفی ۸۰ درجه سانتی‌گراد نگه می‌دارد. محفظه داخلی این دستگاه‌ها معمولا از استیل یا آلومینیوم بی‌رنگ ساخته شده است.

تانک نیتروژن در آزمایشگاه زیست

از تانک نیتروژن مایع (۱۹۶- تا ۲۱۰- $$°C$$) برای نگهداری فراورده‌های زیستی، نمونه سلول و بافت استفاده می‌شود. نمونه داخل لوله‌های مقاوم به سرما قرار می‌گیرد و به رک‌های داخل تانک منقل می‌شود.

تانک نیتروژن

فریز داریر در آزمایشگاه زیست

«فریز درایر» (Freeze Dryer) دستگاهی است که به کمک آن، آب موجود در نمونه پس از انجماد، در خلأ تصعید می‌شود. از این دستگاه برای مواد شیمیایی و فراورده‌های زیستی ازجمله آنزیم، پپتید، آنتی‌بادی و کلاژن استفاده می‌شود. بخش‌های مختلف این دستگاه را در شکل زیر می‌بینید.

فریز درایر در آزمایشگاه زیست
قسمت‌های مختلف دستگاه فریز درایر

فرایند «خشک شدن انجمادی» (Freeze Drying) در سه مرحله انجام می‌شود.

  • پیش‌انجماد: پیش‌انجماد، مهم‌ترین مرحله است. اگر نمونه در این مرحله کاملا منجمد نشود، آب به جای تصعید، تبخیر می‌شود و ویژگی‌های نمونه تغییر می‌کند. زمان و سرعت انجماد نیز از پارامترهای موثر در حفظ ویژگی‌های نمونه هستند. این مرحله خارج از دستگاه فریز درایر و در فریزرهای مناسب با نقطه انجماد ماده انجام می‌شود.
  • خشک شدن اولیه: این مرحله پس از اتصال دستگاه فریز درایر به پمپ خلأ شروع می‌شود. در این مرحله با گرم‌کردن نمونه ۹۳٪ از آب آن تصعید خواهد شد. بر اساس نوع نمونه و میزان گرما، این مرحله ممکن است تا چند روز طول بکشد. اگر نیاز به نگهداری طولانی‌مدت نمونه نباشد، فرایند در مرحله تمام می‌شود.
  • خشک شدن ثانویه: این مرحله برای نمونه‌هایی انجام می‌شود که به‌مدت طولانی نگهداری می‌شوند. گرمای بیشتر این مرحله، ۲٪ آب باقی‌مانده در نمونه را تصعید می‌کند.

هود لامینار

هود لامینار محیط کاری «گندزدایی شده» (Aseptic) در آزمایشگاه زیست فراهم می‌کند. جریان هوا در هودهای لامینار دو جهت افقی و عمودی دارد. این هود سه طراحی متفاوت دارد.

  • کلاس ۱: این دستگاه در آزمایش‌های میکروبی، کارکنان و هوای آزمایشگاه را از آلودگی حفظ می‌کند اما محیط کشت ممکن است در کار با این دستگاه، آلوده شود. شکل و جریان هوای این هود‌ها شبیه به هود شیمیایی است.
  • کلاس ۲: این هودها برای کار با نمونه‌های سطح ایمنی ۱ ،۲ و ۳ طراحی شده‌اند و محیط کشت را از آلودگی حفظ می‌کنند. این هود برای کار با مواد خطرناک مثل محیط‌های آلوده به ویروس، رادیوایزوتوپ‌ها، مواد سرطان‌زا و سمی استفاده می‌شود.
  • کلاس ۳: این هودها بیشترین ایمنی زیستی را برای کارکنان و هوای آزمایشگاه ایجاد می‌کنند. از این هود برای پاتوژن‌های خطرناک انسانی و مواد با سطح ایمنی ۴ استفاده می‌شود.

چهار «سطح ایمنی زیستی» (BioSafety Level | BSL) برای آزمایشگاه زیست در ادامه توضیح داده شده است.

  • سطح ۱ | BSL–1: شامل میکروب‌های داخل بدن انسان یا خارج از آن می‌شود که بیماری‌های جدی از راه تنفسی ایجاد می‌کنند. نمونه‌های این سطح خطر کمتری نسبت به سطوح دیگر دارند. باکتری .E. Coli یکی از نمونه‌های سطح ۱ است. در کار با این نمونه‌ها موارد زیر را رعایت کنید.
    • از کشیدن نمونه با دهان خودداری کنید.
    • از ذارت قطرات پاشیده شده نمونه دوری کنید.
    • سطح کار را هر روز ضدعفونی کنید.
    • دست خود را بشویید.
    • از خوردن، آشامیدن و سیگار کشیدن در آزمایشگاه خودداری کنید.
    • از وسایل ایمنی ازجمله دستکش، روپوش و عینک استفاده کنید.
  • سطح ۲ | BSL-2: میکروب‌های این سطح خارج از بدن و بسیار خطرناک هستند که به‌صورت ذرات معلق در هوا انتقال پیدا می‌کنند. این میکروب‌ها، پاتوژن‌های انسانی هستند. HIV و لایم از در این سطح قرار دارند. هنگام کار با نمونه‌های این سطح موارد زیر را رعایت کنید.
    • وسایل ایمنی مناسب بپوشید.
    • تمام فرایندهایی که ممکن است ذرات معلق موجود در هوا ایجاد کند یا سبب پاشیدن نمونه روی سکو شود را زیر هود انجام دهید.
    • برای جلوگیری از آلوده شدن محیط بیرون، در آزمایشگاه را ببندید.
    • قبل از شروع کار، از در دسترس بودن آب مناسب برای شست‌شوی چشم مطمئن شوید.
  • سطح ۳ | BSL-3: این نمونه‌ها شامل میکروب‌هایی می‌شوند که داخل بدن یا خارج آن هستند و آلوده شدن به آن‌ها ممکن است منجر به مرگ شود. ویروس تب زرد ازجمله این میکروب‌ها است. هنگام کار با نمونه‌های این سطح موارد زیر را رعایت کنید.
    • از وسایل ایمنی استاندارد استفاده کنید. محافظت راه‌های تنفسی و همچنین استفاده از «گان» (Gown) علاوه بر عینک و دستکش ضروری است.
    • جریان هوای پایدار، برای انتقال هوای تازه به محیط آزمایشگاه الزامی است.
    • برای جلوگیری از انتقال آلودگی احتمالی، فضای کار با این نمونه‌ها باید مجزا از بقیه فضاها باشد.
  • سطح ۴ | 4 -BSL: نمونه‌های این سطح، باکتری‌های خارج از بدن و بسیار خطرناک هستند و بیماری‌هایی ایجاد می‌کنند که درمان و واکسن ندارند و منجر به مرگ بیمار می‌شوند. ویروس ابولا ازجمله نمونه‌های سطح ۴ است. هنگام کار با نمونه‌های این سطح موارد زیر را رعایت کنید.
    • قبل از ورود به آزمایشگاه لباس خود را عوض کنید و قبل از خروج دوش بگیرید.
    • قبل از خروج از آزمایشگاه تمام وسایل و مواد را ضدعفونی کنید.
    • هنگام کار تمام بدن شما باید با لباس‌های محافظتی ازجمله عینک، دستکس، ماسک و گان پوشیده شده باشد.
    • زیر هود کلاس ۳ کار کنید.

اجزای هود لامینار

  • کابینت: کابین از استیل بی‌رنگ تشکیل شده است و گوشه یا منفذی ندارد تا از تجمع اسپورهای باکتریایی جلوگیری شود. قسمت جلوی کابین محافظ شیشه متحرکی دارد که برای باز و بسته کردن کابین از آن استفاده می‌شود.
  • صفحه کار: جنس صفحه کار مثل دیواره داخلی هود از استیل بی‌رنگ است. برای جلوگیری از آلودگی بهتر است وسایل زیر هود را در فضاهای دیگر آزمایشگاه زیست استفاده نکنید.
  • فیلتر: هود لامینار مجهز به «پیش فیلتر» (Pre-filter) و فیلتر HEPA است که هوا را تصفیه می‌کند.
  • هواکش: هوا را از پیش‌فیلتر می‌گیرد، وارد کابینت و به سمت فیلتر HEPA هدایت می‌کند.
  • لامپ فرابنفش:‌ لامپ فرابنفش برای استریل‌کردن فضای کابینت در بعضی از هودهای لامینار قرار داده شده است.
  • لامپ فلورسنت: منبع نور کابینت لامپ فلورسنت است.

هود کشت سلول

هود کشت سلولی باید ویژگی‌های زیر را داشته باشد.

  • فضای کافی برای فعالیت کاربر داشته باشد.
  • تمیز کردن داخل و خارج آن راحت باشد. نور مناسب داشته باشد.
  • فضای کافی برای حرکت کاربر داشته باشد.
هود لامینار
هود و وسایل لازم برای کشت سلول

میکروسکوپ در آزمایشگاه زیست

یکی از قدیمی‌ترین و کاربردی‌ترین ابزارهای آزمایشگاه زیست، میکروسکوپ است که بر اساس منبع انرژی به دو دسته کلی نوری و الکترونی تقسیم می‌شود.

میکروسکوپ الکترونی
میکروسکوپ نوری (سمت چپ) و میکروسکوپ الکترونی (سمت راست)

میکروتوم در آزمایشگاه زیست

میکروتوم‌ها ابزاری برای آماده‌سازی نمونه‌هایی هستند که به‌وسیله میکروسکوپ نوری مطالعه می‌شوند. این دستگاه، نمونه قالب‌گیری شده در پارافین را به ورقه‌هایی با ضخامت چند میکرون برش می‌دهد. میکروتوم‌ها انواع مختلفی دارند که برای اهداف متفاوتی از آن‌ها استفاده می‌شود.

  • «چرخشی» (Rotary): این مدل بیشترین کاربرد را دارد. چاقو در این مدل، افقی است و حرکتی ندارد. با حرکت بدنه ماشین، نمونه برش داده می‌شود. نمونه‌های تهیه شده با میکروتوم چرخشی ضخامت ۱ تا ۶۰ میکرومتری دارند.
    میکروتوم در آزمایشگاه زیست
    میکروتوم چرخشی
  • «غلتکی» (Sledge): در این مدل نمونه ثابت نگه داشته می‌شود و تیغه برش‌هایی در آن ایجاد می‌کند. ضخامت ورقه‌های ایجاد شده به‌وسیله این دستگاه مثل مدل چرخشی است با این تفاوت که مدل غلتکی برای آماده‌سازی نمونه‌های سخت‌تر ازجمله بافت استخوان به‌کار گرفته می‌شود.
  • «لرزشی» (Vibrating): ویژگی منحصربه‌فرد این دستگاه، تیغه لرزشی آن است. این ویژگی برش نمونه‌های سخت را بدون نیاز به فشار زیاد فراهم می‌کند. ورقه‌های ایجاد شده با این دستگاه، ۳۰ تا ۵۰ میکرومتر ضخامت دارند.
  • «اره‌ای» (Saw): این میکروتوم برای برش نمونه‌های سخت مثل استخوان‌ها استفاده می‌شود. این دستگاه از یک تیغه اره‌ای و چرخشی برای ایجاد ورقه‌های ۳۰ میکرونی بهره می‌برد.
  • «لیزری» ( Laser): این میکروتوم به جای تیغه فلزی با لیزر نمونه را برش می‌دهد. این میکروتوم خودکار بدون تماس و ایجاد آسیب گرمایی، ورقه‌های با ضخامت ۱۰ تا ۱۰۰ میکرومتر ایجاد می‌کند.

طیف سنج در آزمایشگاه زیست

دستگاه‌های طیف‌سنجی برای تعیین غلظت، ساختار و ترکیبات مولکول‌ها، ساختارهای زیستی و بافت سلولی استفاده می‌شوند. انواع مختلفی از طیف‌سنج‌ها، ازجمله دستگاه‌های زیر در آزمایشگاه زیست کاربرد دارد.

طیف‌سنج مرئی-فرابنفش در آزمایشگاه زیست

یکی از پرکاربرترین این طیف‌سنج‌ها، «طیف‌سنج مرئی-فرابنفش» (UV-Vis Spectrophotometer) است. مولکول پروتئین طول موج ۲۸۰ نانومتر و DNA طول موج ۲۶۰ نانومتر را جذب می‌کند به همین دلیل برای تعیین غلظت این مولکول‌ها در محلول باید طول موج دستگاه را روی این اعداد تنظیم کنیم. در تعیین غلظت پروتئین به کمک این دستگاه می‌توان از روش‌های رنگ‌سنجی بهره برد و برای تعیین غلظت پروتئین، از مقایسه نمودار جذب نمونه با نمودار استاندارد استفاده می‌شود.

طیف‌سنج، بر اساس میزان نور جذب شده در ناحیه مرئی و فرابنفش غلظت مولکول‌های مثل DNA و پروتئین را تعیین می‌کند و از بخش‌های زیر تشکیل شده است.

  • منبع نور
  • «کوت» (Cuvette)
  • صفحه کنترل
  • محفظه قرارگیری کوت
UV VISIBLE
نحوه کار طیف‌سنج مرئی-فرابنفش

انواع کوت

نمونه‌هایی که با طیف‌سنج مرئی-فرابنفش بررسی می‌کنیم، محلول هستند و در کوت ریخته می‌شوند. کوت لوله‌ای چهاروجهی و شفاف با قطر ۱۰ میلی‌متر است. انواع مختلف کوت برای سنج مواد مختلف طراحی می‌شود

  • «کوت با شیشه نوری» (Optical Glass Cuvette): این کوت‌ها قیمت پایینی دارند و معمولا در آزمایشگاه زیست مدارس و دانشگاه‌ها از آن‌ها استفاده می‌شود. جذب نوری آن‌ها بین ۳۴۰ تا ۲۵۰۰ نانومتر (مرئی و مادون قرمز) است و بسیاری از نمونه‌های آلی و معدنی را پوشش می‌دهند.
  • «کوت پلاستیکی» (Plastic Cuvette): این کوت‌ها در ناحیه مرئی جذب دارند اما برای سنجش‌های فرابنفش و برخی مواد آلی استفاده نمی‌شوند. مزیت آن‌ها این است که نمی‌شکنند.
  • «کوت‌های کوارتز» (Quartz Cuvette): این کوت‌ها نسبت به دو مدل قبلی گران‌تر هستند اما هر دو ناحیه مرئی و فرابنفش را پوشش می‌دهند. ناحیه جذب این کوت از ۱۹۰ نانومتر شروع می‌شود. کوت کوارتز بسیار شکننده است و باید با احتیاط از آن استفاده کرد.

دستگاه الکتروفورز

دستگاه ژل الکتروفورز، برای جدا کردن اسید‌های نوکلئیک و پروتئین‌ها براساس اندازه و بار این مولکول‌های زیستی استفاده می‌شود. این دستگاه بیشتر در آزمایشگاه پزشکی قانونی، مولکولی، ژنتیک و میکروبیولوژی کاربرد دارد. دو نوع دستگاه ژل الکتروفورز وجود دارد.

  • افقی: در این دستگاه، نمونه در چاهک‌های یک طرف ژل قرار می‌گیرند و جریان الکتریکی آن‌ها را به طرف دیگر ژل منتقل می‌کند.
  • عمودی: تفاوت این دستگاه با دستگاه قبلی در این است که نمونه‌ها در بالای ژل قرار می‌گیرند و جریان الکتریکی آن‌ها را به پایین انتقال می‌دهد. الکتروفورز عمودی برای DNAهای کوتاه استفاده می‌شود.
الکتروفورز در آزمایشگاه زیست
دستگاه الکتروفورز افقی و عمودی

دستگاه PCR

در آزمایشگاه زیست به‌وسیله دستگاه پی‌سی‌آر (Polymerase Chain Reaction | PCR) برای مولکول DNA را تکثیر می‌کنیم. این دستگاه چاهک‌هایی دارد که میکروتیوپ‌های حاوی نمونه در آن‌ها قرار می‌گیرند و با همانندسازی در چرخه‌های دمایی ایجاد شده به‌وسیله دستگاه، تعداد آن‌ها افزایش می‌یابد. تعداد چاهک‌ها در دستگاه‌های مختلف متفاوت است و امکان آزمایش همزمان بر تعداد زیادی نمونه را فراهم می‌کند. این دستگاه در آزمایشگاه‌های مولکولی، ژنتیک و تشخیص طبی کاربرد دارد. دستگاه PCR از اجزای مختلفی تشکیل شده است.

  • منبع گرما
  • صفحه نگه‌دارنده نمونه
  • نمایشگر LCD
  • منبع تغذیه
  • خنک‌کننده
  • مدارهای الکتریکی
دستگاه PCR آزمایشگاه زیست

دستگاه سانتریفیوژ در آزمایشگاه زیست

«سانترفیوژ» (Centrifuge) یکی از دستگاه‌های مهم در آزمایشگاه زیست است. این دستگاه به‌وسیله نیروی گریز از مرکز، ذرات را از محلول جدا و ته‌نشین می‌کند و برای جداسازی سلول‌ها از پلاسمای خون، استخراج DNA، جداسازی پروتئین، جداسازی نانوذرات سنتزی و آنالیزهای ادرار استفاده می‌شود. این دستگاه بر اساس هدفی که برای آن استفاده می‌شود و نوع «روتور» (Rotor)، انواع مختلفی دارد که به چند مورد از آن‌ها اشاره می‌کنیم.

  •  «رومیزی» (Small Benchtop Centrifuge): این دستگاه بسیار کوچک و ساده، با سرعت $$3000\ rpm$$ است. سانتریفیوژ رومیزی دستگاه کنترل گرما ندارد و برای جداسازی سریع سلول‌های خونی، مخمرها و رسوبات توده‌ای واکنش‌های شیمیایی استفاده می‌شود.
  • «همراه با فریزر» (Refrigerated Centrifuges): کنترل دما در این دستگاه بین ۲۰- تا ۳۰- $$°C $$ است و نیروی گرانشی $$60000\times g$$ ایجاد می‌کند که برای جداسازی مولکول‌های زیستی کاربرد زیادی دارد.
  • «سرعت بالا» (High-Speed Centrifuges): بیشترین سرعت این دستگاه $$25000\ rpm$$ و مجهز به فریزر است. از سانتریفیوژ سرعت بالا برای جداسازی باکتری‌ها، باقی‌مانده سلولی، اندامک‌ها استفاده می‌شود.
  • «اولترا» (Ultra-centrifuge): ویژگی‌های این دستگاه شامل موارد زیر می‌شود.
    • سرعت $$65000\ rpm$$
    • طول عمر محدود
    • گران‌قیمت
    • سیستم خنک‌کننده قوی
    • ضرورت توازن دستگاه در زمان استفاده
سانتریفیوژ خون

اساس دستگاه سانتریفیوژ بر رسوب‌دهی ذرات سنگین‌تر است. با این روش ذراتی که کم‌ترین اختلاف چگالی را دارند را هم می‌توان از هم جدا کرد. چهار پارامتر در کار دستگاه تاثیر دارند.

بخش‌های مختلف دستگاه سانتریفیوژ

  • موتور:موتور الکتریکی برای حرکت دستگاه الزامی است.
  • صفحه کنترل: دکمه‌های کنترل سرعت، دما و زمان سانتریفیوژ در این قسمت قرار دارد.
  • اتاقک: تمام اجزای سیستم ازجمله روتور، موتور و محافظ روتور داخل اتاقک قرار دارد.
  • روتور: لوله‌های حاوی نمونه در این قسمت قرار می‌گیرند. این بخش از دستگاه برای انتقال سرعت موتور به نمونه طراحی شده است. روتورها قطعات قابل تعویض یا ثابتی هستند که سه نوع اصلی دارند.
    • روتورهای زاویه ثابت: در زاویه ۱۴ تا ۱۴$$^\circ$$ با سطح افقی قرار می‌گیرند. در این مدل فاصله مرکز تا نمونه کم است.
    •  رتورهای عمودی: موازی با محور عمودی دستگاه هستند. فاصله مرکز با نمونه کم است و نمونه سریع‌تر جدا می‌شود.
    • روتورهای افقی:‌ در زمان سانتریفیوز موازی با سطح افقی می‌چرخند. فاصله بیشتر نمونه و مرکز در این نوع سبب جداسازی بهتر ذرات می‌شود.
  • «ضامن» (Latch): ضامن یکی از بخش‌های بسیار مهم دستگاه است که ایمنی کاربر و دستگاه را حفظ می‌کند.
  • در: بعضی از دستگاهای سانتریفیوژ دری دارند که فضای داخل را از فشار خارجی جدا کند.
سانتریفیوژ آزمایشگاه زیست

تفاوت g و rpm چیست ؟

چرخش در دقیقه (Revolutions Per Minute | RPM) تعداد دورهای روتور در دقیقه را نشان می‌دهد. سرعت روتور به اندازه آن ارتباطی ندارد. نیروی G یا نیروی نسبی سانتریفیوژ (Relative Centrifugal Force | RCF) نیروی وارد شونده به روتور است. نیروی G، با تغییر اندازه روتور تغییر می‌کند.

هشدار مهم: لوله‌های نمونه را همیشه زوج و روبه‌روی هم قرار دهید. زمانی که یک نمونه برای جداسازی دارید، جایگاه مقابل را با لوله حاوی مایع هم‌وزن نمونه پر کنید.

الایزا ریدر در آزمایشگاه زیست

«الایزا» (ELISA) یکی از تست‌های سنجش ایمنی است. این روش براساس اتصال ویژه آنتی‌بادی-آنتی‌ژن طراحی شده است و برای شناسایی پروتئین، در روش‌های بیوتکنولوژی و مهندسی ژنتیک به‌کار برده می‌شود. «الایزا ریدر» (ELISA reader) دستگاهی است که پاسخ‌های کمی به رنگ‌سنجی، فلورسنت یا «رنگ‌زایی شیمیایی» (Chemiluminescent) را در اختیار کاربر قرار می‌دهد. این دستگاه برای پلیت‌های ۹۶تایی طراحی شده است و به‌وسیله آن می‌توان همزمان ۹۶ نمونه متفاوت یا ۹۶ حالت از یک نمونه را بررسی کرد. پاسخ نوری در این دستگاه به دو روش است.

  1. جذب نور با طول موج مشخص
  2. انتشار نور فلورسنت 
الایزا ریدر

هموژنایزر

«هموژنایزر» (Homogenizers) دستگاهی است که برای همگن کردن مواد محلول از نظر اندازه و شکل در آزمایشگاه زیست استفاده می‌شود. این دستگاه در فرایندهای مختلف ازجمله «هم‌زدن» (Stirring)، «مخلوط کردن» (Mixing)، «پخش کردن» (Dispersing) و «امولسیون کردن» (Emulsifying) کاربرد دارد و در سه مدل طراحی شده است.

هموژنایزر مکانیکی

این هموژنایزرهای مکانیکی با استفاده از یک روتور، تیغه یا دانه‌هایی که در محلول نمونه قرار می‌گیرند نمونه را مخلوط یا به ذرات کوچک‌تری تبدیل می‌کنند. این هموژنایزرها یبرای جداسازی بافت‌های گیاهی و جانوری در آزمایشگاه زیست استفاده می‌شوند و سه دسته هستند.

  • هموژنایزر روتوردار (Rotor-stator Homogenizers)
  • هموژنایزر تیغه‌ای ( Blade Type Homogenizers)
  • هموژنایزر مهره‌دار (Bead Homogenizers)
هموژنایزر
هموژنایزر مکانیکی

هموژنایزر فراصوت

این دستگاه در محیطی مایع، موج‌های فراصوت با شدت بالا تولید می‌کند که ساختار سلول را بهم می‌ریزند.

هموژنایزر فشاری

در این هموژنایزرها، سوسپانسیون سلول با فشار از لوله‌ای یا روزنه‌ای بسیار باریک عبور داده می‌شود.

تجهیزات ایمنی آزمایشگاه زیست

تجهیزات ایمنی آزمایشگاه زیست، تجهیزات پوشیدنی و تجهیزات مستقر در آزمایشگاه را شامل می‌شود.

  • تجهیزات پوشیدنی: این تجهزات برای محافظت شما در برابر مواد شیمایی یا مواد خطرناک زیستی طراحی شده‌اند.
    • دستکش لاتکس
    • عینک محافظ
    • ماسک
    • گان سرتاسری
  • تجهیزات مستقر در آزمایشگاه: این تجهیزات برای مواقع ضروری در آزمایشگاه قرار گرفته‌اند.
  • «چشم‌شور» (Eyewash Stations): چشم‌شور برای پاشیدن آب به صورت و چشم طراحی شده است. از دستگاه در زمانی استفاده کنید که مواد ورودی به چشم با آب واکنش نمی‌دهند.
    چشم شور

جمع‌بندی

گستردگی علم زیست‌شناسی سبب شده است پژوهشگران برای مطالعه و بررسی پدیده‌های موجود در آن ابزارهای مختلفی را به کار برند. در این مطلب تلاش کردیم فهرست کاملی از این وسایل و تجهیزات فراهم کنیم تا قبل از ورود به آزمایشگاه و انجام کار، آشنایی کافی با آن‌ها داشته باشید.

اگر این مطلب برای شما مفید بوده است، آموزش‌ها و مطالب زیر نیز به شما پیشنهاد می‌شوند:

بر اساس رای ۱۳ نفر
آیا این مطلب برای شما مفید بود؟
شما قبلا رای داده‌اید!
اگر بازخوردی درباره این مطلب دارید یا پرسشی دارید که بدون پاسخ مانده است، آن را از طریق بخش نظرات مطرح کنید.

مرضیه پیمان فارغ‌التحصیل کارشناسی ارشد نانوفناوری پزشکی است. در زمینه ترجمه متون تخصصی و کاربردهای نانو‌ساختارها در پزشکی فعالیت می‌کند. در حال حاضر در زمینه تولید‌ محتوای زیست‌شناسی با فرادرس همکاری می‌کند.

2 نظر در “آزمایشگاه زیست — لوازم و تجهیزات — لیست کامل

نظر شما چیست؟

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.