الطرد المركزي للعينات وأنواعه

— Equipo JP Selecta

الطرد المركزي للعينات هو إحدى تقنيات الفصل الأكثر استخدامًا في المختبرات السريرية والبحثية والصناعية. فهو يتيح تركيز الجسيمات أو ترويق المعلّقات أو عزل أجزاء محددة في دقائق، بينما يتطلب الترسيب بالجاذبية وقتًا أطول بكثير.

تتوقف فائدته على تطبيق القوة والزمن ودرجة الحرارة والدوّار المناسبة لكل عينة. فلا يكفي إدخال أنبوب واختيار سرعة، إذ يغيّر الطرد المركزي توزيع مكوّنات العينة، ومن ثمّ يحدّد جودة الجزء المسترجَع.

إن فهم ما يقيسه كل معيار وأي تقنية تلبي كل هدف يساعد على اختيار جهاز طرد مركزي متوافق وبروتوكول قابل للتكرار.

عملية الطرد المركزي في المختبر

الطرد المركزي للعينات عملية فيزيائية يُدير فيها دوّارٌ العينةَ لتسريع ترسيب مكوّناتها.

تميل الجسيمات الأكبر حجمًا أو الأعلى كثافة إلى الانتقال نحو المنطقة الخارجية من الأنبوب مكوّنةً راسبًا، في حين تبقى الأجزاء الأقل كثافة في السائل الطافي أو تتوزع في طبقات. ويُعبَّر عن الشدة الفعلية بالقوة الطاردة المركزية النسبية (RCF)، بوحدة × g.

إن RCF، لا عدد الدورات rpm وحده، هي القيمة التي يجب أن توجّه أي بروتوكول لأنها تعتمد على نصف قطر الدوّار: فقد يدور جهازان بعدد الدورات نفسه في الدقيقة ويطبّقان قوى مختلفة.

ومن ثمّ، يحدّد الزمن ودرجة الحرارة ونوع الدوّار دقة الفصل. والهدف ليس استخدام أقصى قوة متاحة، بل بلوغ الشرط المُصادَق عليه الذي يحافظ على العينة ويتيح استرجاع الجزء المطلوب.

الطرد المركزي للدم: التطبيق الأكثر شيوعًا

عند تعريض الدم الكامل للطرد المركزي، تنتظم مكوّناته وفق كثافتها.

  • الجزء العلوي: البلازما. وتمثّل نحو 55 % من حجم الدم.
  • في السطح البيني تظهر طبقة رقيقة من الكريات البيض والصفائح الدموية، تُعرف بالطبقة الشهباء أو buffy coat.
  • في القاع تتركّز الكريات الحمر، بنسبة 45 % تقريبًا.

يتيح هذا الفصل تحضير البلازما أو المصل بحسب الأنبوب والبروتوكول، أو قياس الهيماتوكريت، أو العمل على أجزاء خلوية محددة.

يجب أن تتبع معايير الطرد المركزي للدم دائمًا الطريقة التحليلية ونوع الأنبوب وتعليمات الشركة المصنّعة. وعلى سبيل الاسترشاد، تعمل إجراءات سريرية كثيرة في نطاقات تقريبية من 1,500 إلى 3,000 × g لمدة 10 دقائق تقريبًا، لكنها ليست قاعدة عامة.

بالنسبة إلى العينات الحساسة للحرارة أو البروتوكولات الحساسة لتنشيط الصفائح وانحلال الدم، يكون التحكم في درجة الحرارة حاسمًا. ولمعالجة الدم، نوفّر في J.P. Selecta أجهزة طرد مركزي مبرّدة مثل Macrofriger-BLT GR-50T، المصمَّم لبنوك الدم والتحاليل السريرية، إلى جانب معدات علم الدم للمعالجة اللاحقة للعينات.

أنواع الطرد المركزي بحسب التقنية

يُختار نوع الطرد المركزي للعينات وفق هدف الفصل: الحصول على راسب، أو إغناء مجموعة خلوية، أو عزل جزء دون خلوي، أو تركيز حجم صغير.

وقد يعطي جهاز الطرد المركزي نفسه نتائج مختلفة جدًا إذا تغيّر الدوّار أو RCF أو الزمن أو وسط التعليق.

الطرد المركزي التفاضلي

يقوم الطرد المركزي التفاضلي على فصل مكوّنات المعلّق عبر خطوات متتالية بقوى متزايدة. وبعد كل خطوة يُسترجع الراسب أو السائل الطافي قبل المتابعة.

وهكذا، يمكن لطرد مركزي أولي خفيف أن يزيل الخلايا السليمة أو بقايا الخلايا أو الأنوية؛ وتتيح القوى المتوسطة إغناء أجزاء مثل الميتوكوندريا؛ وتركّز القوى الأعلى الجسيمات الأصغر.

وهي تقنية عملية لتجزئة الخلايا وتحضير العينات، وإن كانت الأجزاء الناتجة غير نقية تمامًا: فالجسيمات المتقاربة في الكثافة أو الحجم قد تترسب معًا. ولذلك، حين يتطلب الاختبار دقة فصل أعلى، يُستخدم الطرد المركزي التفاضلي عادةً خطوةً تمهيدية قبل الفصل بتدرّج الكثافة.

الطرد المركزي بتدرّج الكثافة

في الطرد المركزي بتدرّج الكثافة، توضع العينة فوق وسط متزايد الكثافة، على نحو متصل أو على طبقات، مثل محلول السكروز، أو Ficoll أو وسط آخر متوافق مع البروتوكول. وأثناء الدوران، يهاجر كل مكوّن وفق كثافته ويشكّل حُزمًا متمايزة، مما يسهّل استرجاع مجموعات أكثر تحديدًا مقارنةً بالفصل التفاضلي.

يجب تكييف تركيب التدرّج مع موضوع الدراسة. فالوسط المناسب للأجزاء دون الخلوية لا يحافظ بالضرورة على حيوية مجموعة خلوية، وقد يحول التركيز غير الصحيح دون تمايز الحُزم. ويهمّ أيضًا التسارع والكبح: فالتوقف المفاجئ قد يُخلّ بالتدرّج ويعيد خلط الأجزاء المفصولة.

الطرد المركزي الخلوي

إن الطرد المركزي الخلوي، الذي يُجرى عادةً بأجهزة الطرد المركزي الخلوي، يركّز الخلايا المعلّقة في سائل على منطقة محددة من شريحة المجهر. وغايته ليست الحصول على راسب لإعادة تعليقه، بل تحضير مسحة خلوية متجانسة يمكن تثبيتها وصبغها وفحصها بالمجهر.

ويُستخدم، على سبيل المثال، في السوائل الحيوية منخفضة المحتوى الخلوي، وغسالات القصبات والأسناخ، والبول، أو عينات الانصبابات. ويجب أن تكون القوة والزمن كافيين لترسيب الخلايا دون تشويهها أو تمزيقها. فالتحضير الشديد أكثر من اللازم قد يُحدث تشوّهات مصطنعة ويصعّب التفسير الشكلي؛ والتحضير اللطيف أكثر من اللازم يترك عينة قليلة التمثيل.

الطرد المركزي الدقيق

يتعامل الطرد المركزي الدقيق مع أحجام صغيرة، عادةً في أنابيب دقيقة، ويتيح تركيز DNA وRNA والبروتينات والرواسب أو الخلايا بسرعة. وهو عملية شائعة في البيولوجيا الجزيئية لأنه يجمع بين RCF عالية وأشكال مدمجة وأزمنة قصيرة، شريطة توافق الأنبوب والحجم والدوّار.

وميزته الرئيسية هي معالجة عدد كبير من القُسامات بسرعة وتقليل التعامل مع العينة.

ومع ذلك، ينبغي موازنة الأنابيب على نحو صحيح واحترام حدّ الحمولة في الدوّار. فعدم التوازن قد يؤثر في جودة الفصل ويولّد اهتزازات ويعرّض العينة وسلامة الجهاز للخطر.

وللأنابيب الدقيقة واختبارات الهيماتوكريت الدقيق، يتوفر لدى J.P. Selecta جهاز Centrolit II-BL، المزوّد بقفل كهرومغناطيسي للأمان.

الطرد المركزي الفائق

يُخصَّص الطرد المركزي الفائق للجسيمات الصغيرة جدًا أو الجزيئات الكبيرة أو الأجزاء دون الخلوية التي تتطلب قوى مرتفعة جدًا. ويُستخدم في البحث لفصل معقدات البروتين والحويصلات وبعض أجزاء الأغشية، من بين أهداف أخرى. ويمكن إجراؤه طردًا مركزيًا تحضيريًا لاسترجاع المادة، أو تحليليًا لدراسة خصائص العينة.

وهو تقنية تتطلب دوّارات وأنابيب وإجراءات مصمّمة خصيصًا لنطاق عملها. ولا ينبغي أن يقوم الاختيار على السرعة وحدها: فحدّ RCF ونصف قطر الدوّار وكثافة الوسط وسلامة المادة كلها عوامل حاسمة. ولذلك، لا يجوز تعميم بروتوكول للطرد المركزي الفائق على جهاز طرد مركزي تقليدي.

في الطرد المركزي للعينات، يعطي التفاضلي الأولوية للفصل على مراحل؛ ويوفّر الفصل بالتدرّج دقة أعلى؛ ويحضّر الخلوي الخلايا للفحص المجهري؛ ويعالج الطرد الدقيق القُسامات الصغيرة؛ ويتناول الطرد الفائق الجسيمات ذات المقاييس الصغيرة جدًا. وينطلق الاختيار من نوع العينة والحجم وRCF المطلوبة ومدى الحاجة إلى التحكم في درجة الحرارة.

في J.P. Selecta نقدّم أجهزة طرد مركزي متعددة الأغراض، وأجهزة طرد مركزي مكتبية مثل Centromix BLT، وأجهزة طرد مركزي مبرّدة لتكييف الدوّار والسعة وظروف العمل مع كل تطبيق.

اطّلعوا على مجموعتنا من أجهزة الطرد المركزي للمختبرات.

منتجات ذات صلة