دستگاه‌ های تخصصی آزمایشگاه و کاربرد آنها

بسته به نیاز شما و کاربردی که از دستگاه‌ های تخصصی آزمایشگاه می‌خواهید، انتخاب‌ های مختلفی در بازار برای شما وجود دارد. برای این‌که بتوانید برای خرید دستگاه مناسب آزمایشگاه،‌ در کنار شناخت برند، باید نوع دستگاه و ویژگی‌ های آن را هم با دقت بررسی کنید.

ما در این مقاله به طور ویژه، برخی از دستگاه‌ های تخصصی آزمایشگاه‌ ها را بررسی می کنیم و ویژگی‌ های هر یک را بیان می کنیم. در این مقاله قصد داریم بیشتر با این دستگاه ‌ها آشنا شویم و انتظاراتی که از هر یک در آزمایشگاه می‌رود را آنالیز کنیم.

دستگاه‌های GC یا کروماتوگرافی

یکی از دستگاه ‌های تخصصی آزمایشگاهی پرکاربرد است که معمولا آن را با نام GC (شکل اختصاری Gas chromatography) می‌ شناسند. GC یکی از انواع دستگاه‌ های کروماتوگرافی گازی پرکاربرد است. در آزمایشگاه‌ های شیمی فراکافتی، از این دستگاه برای جداسازی و بررسی دقیق اجزای ترکیباتی که بدون تجزیه تبخیر می‌شوند، استفاده می‌شود. معمولا در آزمایشگاه‌ ها از این دستگاه به منظور آزمایش مقدار خلوص یک ماده، یا جداسازی اجزای مختلف یک مخلوط استفاده می‌کنند. لازم به ذکر است که در کروماتوگرافی مقدماتی، می‌توان از این دستگاه برای آماده‌ سازی ترکیبات خالص از یک مخلوط هم بهره برد.

معمولا دستگاه کروماتوگرافی گازی را با عنوان کروماتوگرافی فاز بخاری (VPC) و کروماتوگرافی جداسازی گاز-مایع (GLPC) هم به رسمیت می‌ شناسند. این عناوین گوناگون عموما با شکل اختصاری خود در بازار پیدا می‌شوند. ساخت اولین دستگاه کروماتوگرافی به سال ۱۹۰۳ میلادی باز می‌گردد. در طی آن سال‌ ها، دانشمندی به نام میخائیل سمینوویچ، توانست رنگ‌دانه‌ های یک گیاه را از طریق کروماتوگرافی ستونی جدا کند.

یک دستگاه کروماتوگرافی گازی، از لوله‌ های باریکی (به نام ستون) تشکیل شده که نمونه‌ بخارشده از درون آن عبور می‌کند. گاز بی ‌اثر یا غیرفعال هم همزمان با این نمونه به جریان می‌ افتد. اجزای نمونه با آهنگ مختلفی از این ستون‌ ها عبور می‌کنند (بستگی به مشخصات شیمیایی این نمونه‌ ها دارد). ستون‌ های مسدود شده، در محیطی با دمای کنترل‌ شده قرار می‌گیرند. زمانی که نمونه از ستون خارج می ‌شود، اجزای شیمیایی آن با توجه به الکترون‌ هایشان تشخیص و شناسایی می ‌شوند.

دستگاه‌های GC MASS یا دستگاه طیف سنج جرمی کروماتوگرافی گازی

یکی دیگر از دستگاه‌های تخصصی آزمایشگاه است که ویژگی‌های دستگاه کروماتوگرافی و طیف‌ سنج جرمی را با هم ادغام می‌کند. به این شکل،‌ می‌توان اجزای مختلف یک نمونه‌ آزمایشی را مورد بررسی قرار داد. معمولا این دستگاه در آزمایشگاه‌ های تشخیص مواد مخدر، تحقیقات مربوط به آتش ‌سوزی، آنالیز محیط زیست، تشخیص میزان آتش‌ پذیری و مشتعل شدن مواد و تشخیص نمونه‌ های ناشناس و نامعلوم مورد استفاده قرار می‌گیرد. به عنوان مثال می‌توان به آزمایشات گسترده‌ای که روی خاک کره‌ی مریخ انجام شد، اشاره کرد. در این آزمایشات که ریشه‌ آن به دهه‌ ۱۹۷۰ میلادی برمی‌گردد، مقداری از خاک مریخ به عنوان نمونه وارد این دستگاه شد تا اجزای آن مشخص گردد. این دستگاه Gas chromatography–mass spectrometry نام دارد که متخصصان آزمایشگاهی، به طور مختصر آن را GC-MS هم خطاب می‌کنند.

از جمله دیگر کاربردهای دستگاه طیف سنج جرمی کروماتوگرافی گازی، می‌توان به تیم امنیتی فرودگاه اشاره کرد که محتویات چمدان ‌های مسافران را مورد بررسی قرار می‌ دهند. علاوه بر این، این دستگاه می‌تواند برای تشخیص عوامل مربوط به سرنخ ‌های جنایی هم مورد استفاده و بهره ‌برداری قرار گیرد.

بسیاری دستگاه طیف سنج جرمی کروماتوگرافی گازی را یک «استاندارد طلایی» می‌دانند، چرا که این دستگاه یک تستِ ۱۰۰ درصد اختصاصی و دقیق در اختیار کارشناسان قرار می‌دهد. به این شکل،‌ می‌توان دقیقا اجزای یک ماده را مشخص کرد. این دستگاه برای نخستین بار در دهه‌ی ۱۹۵۰ میلادی به دنیا عرضه شد.

دستگاه HPLC یا کروماتوگرافی مایع

این دستگاه پرکاربرد را عموما با نام HPLC یا High-performance liquid chromatography هم می‌ شناسند. دستگاه کروماتوگرافی مایع یکی دیگر از دستگاه‌ های تخصصی آزمایشگاه‌ های شیمی فراکافتی‌ است. از این دستگاه برای جداسازی، شناسایی و کیفیت‌ سنجی هر جز یک مخلوط استفاده می ‌شود.

دستگاه کروماتوگرافی مایع برای این‌که دقیق عمل کند، یک مایع محلِل تحت فشار را وارد ستون‌ های دستگاه می‌کند. مخلوط نمونه در این مایع جای گرفته ‌اند. بعلاوه ستون ‌های دستگاه HPLC با مواد جاذبی پر شده‌اند که وقتی مایع نمونه از درون آن ‌ها عبور می‌کند،‌ محتویات مخلوط با این مواد جاذب وارد واکنش می ‌شوند. اجزای ماده‌ نمونه، هر کدام به نوع خاصی از مواد جاذب واکنش می‌دهند.  همین امر به پرسنل آزمایشگاه کمک می‌کند تا بتوانند جداسازی و تشخیص اجزای مخلوط را به انجام برسانند.

از دستگاه کروماتوگرافی مایع بیشتر در صنایع کشاورزی، داروسازی و زیست‌شناسی، آزمایشگاه‌ های قانونی و جنایی (مثلا تشخیص مواد مخدر در نمونه‌های ادرار)، آزمایشگاه‌ های تحقیقاتی و… استفاده می ‌شود.

دستگاه LC MASS یا کروماتوگرافی مایع با طیف سنج جرمی

یکی دیگر از دستگاه‌های تخصصی آزمایشگاه‌ های شیمی فراکافتی است. دستگاه قابلیت ‌های بالقوه‌ جداسازی و تفکیک مواد از طریق کروماتوگراف مایع را با قابلیت طیف‌ سنج جرمی ترکیب می‌کند. این دستگاه، دستگاه کروماتوگرافی مایع با طیف سنج جرمی نام دارد که بسیاری، آن را با نام LC MASS یا Liquid chromatography–mass spectrometry هم می‌ شناسند. ترکیب قابلیت‌ های دستگاه کروماتوگرافی مایع با طیف ‌سنج جرمی باعث می ‌شود که عملکرد این دستگاه، تا حد قابل توجهی افزایش یابد. این دستگاه می‌ تواند برای جداسازی اجزای مختلف یک مخلوط مورد استفاده قرار بگیرد. از طرفی طیف ‌سنج جرمی،‌ اطلاعات بی ‌شماری راجع به هر جز مخلوط‌، بر اساس ویژگی ‌های طیف جرمی آن‌ در اختیار قرار می‌ دهد.

دستگاه طیف سنج اتمی Atomic Absorbtion

دستگاه طیف سنج اتمی (یا AAS)‌ را می‌ توان برای آنالیز و بررسی مواد و خاصیت‌ های اجزای آن مورد استفاده قرار داد. این دستگاه که آن را با نام Atomic absorption spectroscopy هم می ‌شناسیم، می‌تواند نورهای گسیل‌ شده توسط اجزای شیمیایی نمونه را از طریق اتم‌ های آزادی که در حالت گازی انتشار می‌دهد،‌ مورد آزمایش قرار دهد. طیف سنجی این دستگاه بر اساس جذب نور، توسط یون‌ های فلزی آزاد کار می‌کند.

معمولا از دستگاه طیف سنج اتمی در آزمایشگاه‌ های شیمی فراکافتی استفاده می ‌شود و شکل مدرن آن برای نخستین بار، در دهه‌ ۱۹۵۰ به دنیا معرفی شد. این تکنیک می‌تواند بشدت برای تعیین غلظت عناصر خاص مورد استفاده قرار گیرد.

دستگاه طیف سنج اتمی را عموما در آزمایشگاه‌ های بیوفیزیک،‌ داروسازی، باستان‌ شناسی و سم ‌شناسی به وفور استفاده می‌کنند. این دستگاه استفاده‌ گسترده‌ای هم در انواع کلینیک‌ های مختلف دارد. به عنوان مثال می‌توان به کلینیک ‌های آنالیز اجزای فلزی موادی مانند خون، پلاسما،‌ بزاق، ادرار، غشای مغزی، کبد، مو و غشای عضلانی اشاره کرد.