ЛАБОРАТОРНАЯ ЦЕНТРИФУГА

Полезная модель относится к оборудованию для разделения жидких неоднородных систем с помощью центробежной силы, а точнее к лабораторным центрифугам и может быть использована в биологии, медицине, микробиологии, коллоидной и физической химии и других отраслях науки.
Известны лабораторные центрифуги со свободно подвешенными стаканами в специальных оправках (см., например, патент ФРГ №2637900, Кл 04 В 5/04, 1978.).
Известна также лабораторная центрифуга (а.с. СССР №1002029 по кл. В 04 В 7/08, В 04 В 5/02. опубл. 07.03.83 г., бюл. №9), содержащая ротор, включающий укрепленный на валу электродвигателя корпус с опорами для оправок стаканов, в которой в корпусе размещена система шестерен, служащая для обеспечения вращения стаканов в сторону, противоположную направлению вращения ротора в момент его остановки, при этом ведущие шестерни взаимодействуют с реечным механизмом, закрепленным на фланце корпуса электродвигателя, и связаны с оправками посредством тяг и пальцев.
Наиболее близкой к заявляемой полезной модели (прототипом) является центрифуга лабораторная медицинская настольная ЦЛМН-Р10-01 «Элекон», содержащая основание в виде металлического диска, на котором закреплен пластмассовый корпус центрифуги. На основание через резиновые амортизаторы опирается электродвигатель привода центрифуги. На валу привода установлен десятиместный ротор (пробиркодержатель).
Все известные центрифуги требуют очень длительного, к тому же, непроизводительно расходуемого, времени для осаждения, из-за того, что центрифугирование производится при горизонтальном положении стаканов с пробирками. За это время субстраты, которые обычно хранятся в холодильнике, могут испортиться: погибнет больше микробов (а процесс гибели клеток начинается с момента приготовления взвеси), а если это кровь или клетки
культуры ткани, стволовые клетки, то также больше погибнет клеток или снизится их функциональная активность. Например, рекомендуется пользоваться охлаждающим устройством при длительном центрифугировании мокроты туберкулезного больного, а при использовании предлагаемой полезной модели можно обойтись без него. Субстраты, не содержащие живых клеток, за время центрифугирования также могут изменяться: окисляться или прорастать микробами. Кроме того, уменьшается ресурс работы центрифуги и больше расходуется электроэнергии.
Задачей полезной модели является устранение указанных недостатков, уменьшение времени центрифугирования и повышение точности исследований.
Поставленная задача решается в предлагаемой лабораторной центрифуге, состоящей из установленного на валу электропривода ротора со смонтированными стаканами, в которых размещены пробирки, которая дополнительно содержит насадку с вырезами для фиксации стаканов в вертикальном положении при центрифугировании.
Сущность полезной модели заключается в том, что дополнительно введенная в конструкцию насадка препятствует переходу стаканов горизонтальное положение, поэтому центрифугирование производится при вертикальном положении пробирок. Дело в том, что при центрифугировании в вертикальном положении осаждаемым частицам до встречи со стенкой пробирки приходится преодолеть меньший путь: 15 мм вместо 60-75 мм до встречи с дном пробирки, а в силу неизбежной вибрации и земного тяготения, формируемый на стенке осадок (а не отдельные корпускулы, как при горизонтальном положении) сползает на дно пробирки. Остается и воздействие центробежной силы, так как при вращении ротора пробирки в стаканах всегда несколько отклоняются от вертикального положения, так как зафиксированы лишь в верхней части.
На фиг.1 представлена принципиальная схема предлагаемой лабораторной центрифуги, на фиг.2 - насадка с вырезами в увеличенном масштабе.
Лабораторная центрифуга включает в себя основание 1 с пультом 2 управления, электродвигатель 3 с ротором 4, в котором крепятся стаканы 5 с пробирками 6. На валу ротора дополнительно укреплена насадка 7 с вырезами 9 для стаканов 5. Пробирки и ротор закрыты кожухом 8.
Предлагаемая лабораторная центрифуга (фиг.1) используется следующим образом. Вынимают стаканы 5 из оправок на роторе 4, надевают на ось ротора насадку 7, устанавливая вырезами 9 напротив оправок, и вновь вставляют стаканы в оправки на роторе. В стаканы помещают закрытые пробками пробирки 6 и центрифугируют их в вертикальном положении приблизительно одну четвертую - одну шестую часть времени, необходимого для центрифугирования в горизонтальном положении. При этом верхние края стаканов 5 упираются в вырезы 9 на насадке 7 и таким образом пробирки 6 центрифугируются в вертикальном положении. На фиг.2 показан вариант исполнения насадки 7 с четырьмя вырезами для центрифугирования четырех пробирок. Однако количество пробирок может быть и больше, например, 10. В этом случае устанавливают на вал ротора 4 насадку 7 с количеством вырезов 9, равным количеству пробирок, например, десятью вырезами.
Пример 1.
Осаждение взвеси бактерий.
Одномиллиардная (по оптическому стандарту) взвесь культуры стафилококка разливалась в центрифужные пробирки по 5 мл, которые и центрифугировались при 3000 об/мин, до осаждения бактерий: 4 пробирки в вертикальном положении по предлагаемому способу 30 минут, а 4 - в горизонтальном положении по общепринятому способу 3 часа (контроль).
Надосадочная жидкость удалялась, а из осадка после серии разведении, кратных 10, мерной петлей делался высев на чашки Петри с питательным агаром. Чашки помещались в термостат на сутки, после чего
подсчитывалось количество колоний, (из одной живой микробной клетки вырастает одна колония).
Опыт повторялся трижды.
В таблице 1 представлены средние данные количества живых микробных клеток, сохранившихся после центрифугирования.
Табл.1
Время осаждения
30 ìèí.
3 ÷àñà
Количество колоний
836424820
691923688
Как видно, количество живых микробных клеток после тридцатиминутного центрифугирования оказалось выше, чем после трехчасового.
Пример 2.
Осаждение клеток крови.
Свежая нитратная кровь кролика, разведенная физиологическим раствором хлорида 1:1, разливалась в 4 пробирки по 4 мл и центрифугировалась до полного просветления надосадочной жидкости: 2 пробирки в вертикальном положении 3 мин (опыт) и 2 в обычном горизонтальном положении, тоесть без насадки, контроль - 15 мин. Опыт повторялся трижды.
Для определения живых функционально активных клеток пастеровской пипеткой отбирался поверхностный слой осадка и определялся фагоцитарный индекс с убитой взвесью стафилококков. Опыт повторялся трижды.
Результаты опыта приведены в таблице 2, из которой видно, что фагоцитарный индекс после 3-минутного центрифугирования оказался выше, чем после 15-минутного, что свидетельствует о лучшей сохранности живых клеток.
Табл. 2
Средние данные определения фагоцитарного индекса.
Время осаждения
3. мин
15 ìèí
Фагоцитарный индекс
14,4
12,2
Предлагаемая полезная модель позволяет уменьшить время центрифугирования в 4-6 раз, повысить качество лабораторного материала и точность исследований.