آموزش تنظیمات و راه اندازی دستگاه شیکر آزمایشگاهی

از جمله تجهیزات ضروری برای هر آزمایشگاهی، شیکر آزمایشگاهی است. این دستگاه برای ترکیب کردن و مخلوط کردن نمونه‌ها استفاده می‌شود و به عنوان یک سرعت‌دهنده و کاتالیزور در تحریک واکنش‌ها در سطح مولکولی عمل می‌کند.

شیکرهای آزمایشگاهی در انواع و مدل‌های مختلفی تولید می‌شوند و تنظیمات هر کدام از این تجهیزات آزمایشگاهی می‌تواند متفاوت باشد، از جمله تنظیم سرعت، زمان، دما و نوع حرکت. این تجهیزات نه تنها در آزمایشگاه‌های پایه‌ای بلکه در صنایع پیشرفته مانند داروسازی، بیوتکنولوژی و تحقیقات زیست‌محیطی نقش کلیدی ایفا می‌کنند.

بدون استفاده از شیکر، بسیاری از واکنش‌های شیمیایی ممکن است به درستی رخ ندهد و نتایج آزمایش‌ها نادرست یا ناکارآمد باشد.

شیکر آزمایشگاهی اساساً یک دستگاه مکانیکی یا الکترومکانیکی است که با ایجاد حرکات منظم مانند چرخشی، رفت و برگشتی یا ارتعاشی، مواد داخل ظروف آزمایشگاهی مانند ارلن، بالن، لوله‌های آزمایش یا پلیت‌های میکروتیتر را مخلوط می‌کند.

این دستگاه‌ها معمولاً دارای صفحه‌ای هستند که ظروف روی آن قرار می‌گیرند و موتور الکتریکی حرکت را ایجاد می‌کند. تنظیمات شیکر آزمایشگاهی شامل پارامترهایی مانند سرعت (معمولاً از 30 تا 300 دور در دقیقه)، زمان کارکرد، و در مدل‌های پیشرفته، کنترل دما و رطوبت است.

اهمیت این دستگاه در این است که مخلوط کردن دستی نمی‌تواند به اندازه کافی یکنواخت و مداوم باشد، به ویژه در آزمایش‌های طولانی‌مدت یا با حجم بالا.

تاریخچه و پیشرفت‌های شیکر آزمایشگاهی

تاریخچه شیکر آزمایشگاهی به اوایل قرن بیستم بازمی‌گردد. اولین مدل‌های ساده شیکرها در دهه 1920 برای مخلوط کردن نمونه‌های بیولوژیکی توسعه یافتند. برای مثال، شیکر ورتکس (Vortex Shaker) در سال 1962 توسط شرکت Kraft Apparatus اختراع شد و به سرعت در آزمایشگاه‌های میکروبیولوژی محبوب شد. این دستگاه اولیه برای مخلوط کردن ویال‌های کوچک طراحی شده بود و از حرکت ارتعاشی استفاده می‌کرد. با پیشرفت تکنولوژی، شیکرها از مدل‌های مکانیکی ساده به دستگاه‌های دیجیتال با کنترل دقیق تبدیل شدند.

در دهه‌های اخیر، پیشرفت‌های چشمگیری در این زمینه رخ داده است. شیکرهای مدرن اغلب با سیستم‌های دیجیتال مجهز به صفحه نمایش LCD، تایمرهای دقیق و سنسورهای ایمنی هستند. برای مثال، شیکرهای انکوباتور دار (Incubator Shakers) که ترکیبی از شیکر و انکوباتور آزمایشگاهی هستند، برای کشت سلولی در دماهای کنترل‌شده (معمولاً 4 تا 60 درجه سانتی‌گراد) استفاده می‌شوند.

پیشرفت‌های دیگر شامل ادغام با سیستم‌های IoT برای کنترل از راه دور، کاهش صدا و ارتعاش، و استفاده از مواد مقاوم به خوردگی مانند استیل ضدزنگ است. در سال‌های اخیر، با تمرکز بر پایداری محیطی، مدل‌هایی با مصرف انرژی پایین‌تر تولید شده‌اند. همچنین، در صنایع بیوتکنولوژی، شیکرهای با ظرفیت بالا برای تولید در مقیاس آزمایشگاهی (مانند تولید پروتئین‌ها) توسعه یافته‌اند.

کاربرد شیکر آزمایشگاهی

شیکر آزمایشگاهی در زمینه‌های مختلفی کاربرد دارد و فراتر از آزمایشگاه‌های پایه‌ای، در صنایع متنوعی مورد استفاده قرار می‌گیرد. از جمله مهم‌ترین کاربردهای این دستگاه می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• در آزمایشگاه‌های تشخیص طبی، شیمی و زیست‌شناسی:

شیکرها برای تهیه محیط‌های کشت، استخراج DNA/RNA، و انجام واکنش‌های آنزیمی ضروری هستند. برای مثال، در آزمایشگاه‌های میکروبیولوژی، شیکر اوربیتالی برای رشد باکتری‌ها در فلاسک‌ها استفاده می‌شود.

• ترکیب کردن مواد مختلف:

در شیمی آلی و معدنی، شیکرها برای حل کردن مواد جامد در مایعات یا ایجاد امولسیون‌ها به کار می‌روند. این کاربرد در تحقیقات دارویی برای تست پایداری داروها حیاتی است.

• در آزمایشگاه‌های تشخیصی برای اندازه‌گیری‌ها و تست‌های کنترل کمی و کیفی:

شیکرها در تست‌های ELISA یا PCR برای مخلوط کردن نمونه‌های خون یا سرم استفاده می‌شوند، که دقت نتایج را افزایش می‌دهد.

• استفاده از شیکر آزمایشگاهی در یخچال آزمایشگاهی:

مدل‌های یخچال‌دار (Refrigerated Shakers) برای نگهداری نمونه‌ها در دماهای پایین (مانند 4 درجه سانتی‌گراد) ضمن مخلوط کردن، ایده‌آل برای آزمایش‌های حساس به دما مانند کشت سلولی هستند.

• استفاده از شیکر آزمایشگاهی در هود آزمایشگاهی:

در محیط‌های استریل، شیکرها داخل هودهای لامینار قرار می‌گیرند تا از آلودگی جلوگیری شود، به ویژه در تحقیقات بیولوژیکی.

• برای ترکیب مواد در مقیاس بالا:

در صنایع غذایی و دارویی، شیکرهای صنعتی برای تولید در مقیاس آزمایشگاهی (Pilot Scale) استفاده می‌شوند، مانند مخلوط کردن مواد اولیه داروها یا تست کیفیت محصولات غذایی.

علاوه بر این، در صنایع دیگر مانند محیط زیست، شیکرها برای استخراج آلاینده‌ها از خاک یا آب استفاده می‌شوند. در بیوتکنولوژی، برای تولید بیوپروتئین‌ها و واکسن‌ها، و در داروسازی برای تست حلالیت داروها کاربرد دارند. در تحقیقات نانوتکنولوژی، شیکرها برای پراکنده کردن نانوذرات در حلال‌ها ضروری هستند. این تنوع کاربردها نشان‌دهنده اهمیت شیکر در پیشرفت‌های علمی است.

انواع شیکر آزمایشگاهی

شیکر آزمایشگاهی کاربردهای مختلفی دارد و در انواع متنوعی تولید می‌شود. تنظیمات شیکر آزمایشگاهی معمولاً شامل زمان و سرعت مخلوط کردن است، اما در مدل‌های پیشرفته، کنترل دما و نوع حرکت نیز اضافه می‌شود. از جمله نمونه‌های شیکر آزمایشگاهی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• شیکر آزمایشگاهی اوربیتالی (Orbital Shaker):

این نوع با حرکت دورانی افقی مواد را ترکیب می‌کند. تنظیمات شامل سرعت چرخش (تا 500 دور در دقیقه)، اندازه صفحه، قطر دوران و اندازه فلاسک‌ها است. ویژگی‌های آن شامل تولید گرمای کمتر و عدم ارتعاش زیاد است. کاربرد اصلی در کشت میکروبی و سلولی.

• شیکر آزمایشگاهی صفحه‌ای (Platform Shaker):

این مدل روی میز قرار می‌گیرد و حرکت افقی رفت و برگشتی دارد. در ابعاد مختلف تولید می‌شود و برای فلاسک‌ها و لوله‌ها مناسب است. تنظیمات شامل زمان و سرعت است و برای مخلوط کردن حجم‌های متوسط ایده‌آل.

• شیکر آزمایشگاهی موجی (Rocking Shaker):

حرکت آن شبیه موج است و برای ترکیب ژل‌ها، غشاها و بلات‌ها در الکتروفورز استفاده می‌شود. سرعت پایین‌تر دارد و برای نمونه‌های حساس مناسب.

• شیکر آزمایشگاهی انکوباتور (Incubator Shaker):

معروف به شیکر حرارتی، علاوه بر مخلوط کردن، دما را کنترل می‌کند (تا 70 درجه سانتی‌گراد). برای رشد سلول‌ها، تأمین اکسیژن و مواد مغذی کاربرد دارد. مدل‌های CO2 دار برای کشت سلولی پیشرفته استفاده می‌شوند.

• روتوشیکر یا شیکر آزمایشگاهی خورشیدی (Rotoshaker):

صفحه متحرک با زاویه‌های مختلف نسبت به افق می‌چرخد. برای مخلوط کردن با زوایای متغیر مناسب و یکی از رایج‌ترین مدل‌ها.

علاوه بر این انواع، شیکر ورتکس (Vortex Shaker) برای ویال‌های کوچک با حرکت ارتعاشی، شیکر لوله‌ای (Tube Shaker) برای لوله‌های آزمایش، و شیکر ارتعاشی (Vibrating Shaker) برای نمونه‌های جامد نیز وجود دارند. شیکرهای پلاکت (Platelet Shaker) در بانک‌های خون برای نگهداری پلاکت‌ها استفاده می‌شوند. انتخاب نوع بستگی به حجم نمونه، نوع حرکت مورد نیاز و محیط آزمایش دارد.

برندهای معروف شیکر آزمایشگاهی

برندهای معروفی در تولید شیکرهای آزمایشگاهی فعالیت دارند که کیفیت و دقت بالایی ارائه می‌دهند. برای مثال، آزوناکس AZONAX با مدل‌های پیشرفته مانند  AZ-SI یا شیکرهای اوربیتالی دیجیتال وجود دارند. برندهای دیگر مانند GFL، SELECTA  و   wiggensنیز محبوب هستند و مدل‌هایی با گارانتی طولانی ارائه می‌دهند. در ایران، شرکت‌هایی مانند آرکا راد تجارت وارد کننده و توزیع‌کننده این برندها هستند. انتخاب برند بر اساس بودجه، نیازهای آزمایشگاهی و خدمات پس از فروش انجام می‌شود.

نحوه نگهداری دستگاه شیکر آزمایشگاهی

شیکر از تجهیزات حیاتی هر آزمایشگاهی مانند بن ماری آزمایشگاهی است و نگهداری صحیح آن طول عمر دستگاه را افزایش می‌دهد. افراد باید با نحوه نگهداری، راه‌اندازی و تنظیمات شیکر آزمایشگاهی آشنا شوند. دستگاه را طبق دفترچه راهنما نصب کنید و از قرار دادن آن روی سطوح ناهموار خودداری کنید. برای تعمیر یا جابجایی، ابتدا خاموش کرده و سیم برق را جدا کنید.

سطوح داخلی و خارجی را هفتگی با آب یا مواد تمیزکننده غیرخورنده تمیز کنید. اتصالات الکتریکی، سیستم کنترل و قطعات متحرک را بررسی کنید و در صورت آسیب، تعمیر کنید. از بارگذاری بیش از ظرفیت (معمولاً 8-25 کیلوگرم) اجتناب کنید و دستگاه را در محیطی با دمای اتاق (15-30 درجه) نگه دارید. نگهداری منظم از ارتعاشات غیرعادی یا صدا جلوگیری می‌کند.

نکات ایمنی راه‌اندازی و تنظیمات شیکر آزمایشگاهی

برای راه‌اندازی، نکات ایمنی زیر را رعایت کنید:

• از پرسنل آشنا با دستگاه کمک بگیرید.
• از لباس مناسب، ماسک و دستکش استفاده کنید.
• در صورت حادثه مانند سوختگی، دستگاه را خاموش کنید.
• در قطع برق، سیم را جدا کنید.
• از مواد قابل اشتعال دوری کنید، زیرا دستگاه ضد انفجار نیست.
• لباس را از قسمت‌های چرخان دور نگه دارید.
• فلاسک‌ها را بیش از حد پر نکنید.
• قبل از شروع، پایداری دستگاه را چک کنید.
• پس از کار، خاموش کرده و سیم را جدا کنید.

علاوه بر این، از استانداردهای ایمنی مانند CE یا ISO پیروی کنید و از نوسانات برق با استابلایزر جلوگیری کنید.

نکات خرید و عیب‌یابی شیکر آزمایشگاهی

هنگام خرید، به ظرفیت، نوع حرکت، کنترل دیجیتال و گارانتی توجه کنید. برای عیب‌یابی، مشکلات رایج مانند عدم حرکت (چک موتور)، ارتعاش زیاد (تعادل صفحه) یا گرم شدن بیش از حد (سنسور دما) را بررسی کنید. تعمیرات را به متخصصان بسپارید.

جمع‌بندی

شیکر آزمایشگاهی دستگاهی حیاتی برای مخلوط کردن مواد است. با رعایت نگهداری و ایمنی، طول عمر آن افزایش می‌یابد. انواع مختلف آن برای کاربردهای گوناگون طراحی شده‌اند و پیشرفت‌های اخیر آن را کارآمدتر کرده است. کسب اطلاعات لازم قبل از استفاده ضروری است.

سوالات متداول