Весы и взвешивание
В современных условиях в клиника-диагностических лабораториях гораздо реже, чем раньше, приходится пользоваться весами, поскольку большинство реактивов поступает в составе наборов заводского приготовления, содержащих необходимые для определенного исследования реагенты либо в жидкой форме готовыми к употреблению, либо уже отмеренными лиофилизированными порциями, которые остается только растворить в определенном объеме воды. Тем не менее периодически воз-
Обозначения:
А-полиэтилен высокой плотности; Б-полиэтилен низкой плотности;
В-полипропилен, полипропилен кополимер, полипропилен полиалломер;
Г-полипропилен тетрафталат кополимер; Д-поликарбонаг; Е-пояисульфонат; Ж-нейлон; 3-полиметилпентен;И-полистирен; К-поливинилхлорид; Л-тефлон, тет-рафлюороэтилен (TFE), фторированныи этилен-пропилен (FFP), М-этилен-тет-рафлюороэтилен (ETFE), перфлюороалкокси (FLPE). 5- устойчива, экспозиция 30 суток не вызывает разрушений, может выдержать годы,
4- пригодна, экспозиция 30 суток не вызывает разрушений, либо только незначительные повреждения,
3- не рекомендуется для постоянного использования, нарушение от потери цвета до потери прочности и механического разрушения может наступить немедленно, 2- опасно, может возникнуть пожар, разрушение окружающих предметов, травмы.
никает необходимость готовить навески реактивов или же калибровать посуду весовым методом.
Весы - старое измерительное устройство. К разработке их теории и совершенствованию приложили немало усилий такие выдающиеся умы, как Эйлер, Гаусс, Менделеев. В настоящее время существует большое количество различных вариантов и модификаций весов. В зависимости от назначения различают лабораторные весы общего назначения; весы образцовые, которые используются метрологами для калибровки и поверки обычных весов, и специальные весы, конструкция которых облегчает измерение каких-либо величин, которые не являются массой или весом, например, определение вместимости пипеток (дозаторов ) с целью их калибровки.
Любые весы характеризуются двумя параметрами: наибольшим пределом взвешивания и ценой деления шкалы, которая принимается за основу при поверке весов, т.е. их чувствительностью. В зависимости от соотношения этих величин выделяют четыре класса лабораторных весов общего назначения. Самые точные весы относятся к первому классу, наименее точные - к четвертому. Лабораторные работники привыкли также различать более точные аналитические весы и более грубые технические весы.
По конструктивным особенностям различают равноплечные, двух-призменные и квадрантные весы. Равноплечные весы были разработаны раньше других, у них есть коромысло, которое состоит из двух равно-плечных рычагов с опорной призмой посередине (рис. 25).
Груз и разновес размещаются на грузоподъемных площадках (чашках весов), которые подвешены на призмах, опирающихся на подушки. Двухпризменные (одноплощадочные) весы имеют более сложную конфигурацию (рис. 26).Их главный рычаг несимметричен, взвешивание производится с помощью встроенных гирь, оператору доступна только одна рабочая площадка, на которую помещается груз.
Квадрантные весы, как и одноплощадочные, имеют сложную схему рычагов (рис. 27).Их отличительная особенность та, что грузовая площадка (чашка) находится сверху, что заметно упрощает работу.
Шкалы весов бывают дискретные и аналоговые. В первом случае результат выдается в виде цифры, во втором - в виде показаний шкалы, между делениями которой возможна линейная интерполяция. Различают весы механические и электромеханические. В механических весах с жесткой подвеской измеряемая масса уравновешивается гирями ; при упругой подвеске вес компенсируется противодействием (сжатием, растяжением или закручиванием) пружины. В лабораториях чаще всего используются торзионные весы, в которых пружина закручивается вокруг собственной оси.
В электромеханических весах вес измеряемого груза компенсируется магнитным или электростатическим полем. Часто в качестве противовеса используется постоянный или электромагнит, который притягивается полем другого магнита-Величина электрического тока, который создает магнитное поле, способное удержать весы в положении равновесия, и служит оценкой величины измеряемой массы.Электромеханические весы бывают магнитоэлектрическими, электродинамическими, электростатическими, ферродинамическими и электромагнитными.
Если измеряемый с помощью гирь, пружины или электронного устройства вес компенсируется действиями оператора, то говорят о неавтоматических весах; в зависимости от степени автоматизации различают полуавтоматические и полностью автоматические весы.
Важной характеристикой весов служит время взвешивания, длительность которого определяется способом демпфирования, т.е. системой мер, уменьшающих колебания вокруг точки равновесия и ускоряющих ее достижение. В механических весах для этого используют воздушные цилиндры, в электрических - магнитные устройства. Другими важными характеристиками являются устойчивость к вибрации, требования к горизонтальной поверхности, на которой установлены весы, и зависимость результата взвешивания от того, на каком месте чашки весов (по центру или эксцентрично) установлен груз. Аналитические весы рекомендуется устанавливать на капитальных стенах, по возможности дальше от нагревательных и отопительных приборов, а также от шахт лифтов. Устанавливает, юстирует и периодически поверяет весы метрологическая служба, которая руководствуется ГОСТ 24104 - 88Е.
Взвешивая, нельзя забывать о влиянии температуры, особенно ее перепадов. Если изготовитель специально не оговаривает, что имеется температурная компенсация, следует внимательно относиться к возможности ошибки, вызванной этим фактором.
Современные элктромеханические (электронные) аналитические весы обычно имеют встроенный микропроцессор, который облегчает работу -например, запоминает или печатает результаты взвешивания, вводит поправку на вес тары и т.д. (рис.28). Специальные весы, соединенные в линию с компьютером, позволяют сразу же обрабатывать результат, например, выполняют калибровку дозатора и составляют протокол о результатах.
Приступая к эксплуатации весов, следует тщательно ознакомиться с инструкцией и строго выполнять все ее требования, которые могут значительно различаться в зависимости от типа весов и изготовителя.
Допустимая погрешность измерения массы регламентируется упомянутым выше ГОСТ, причем среднее квадратичное отклонение в серии взвешиваний не должно превышать 1/3 допустимого значения, (табл. 3).
С учетом применения иммунохимических и молекулярно-биологи-ческих методов исследования центрифуги могут оснащаться специальными роторами для стрипов.
Чтобы обеспечить безопасное центрифугирование, следует использовать сосуды, заведомо выдерживающие воздействие приложенной силы тяжести. Размер сосуда (пробирки) должен позволять ей свободно принимать горизонтальное положение. Особенно тщательным должно быть соблюдение балансировки ротора, для чего он должен загружаться симметрично расположенными и заполненными по возможности равными объемами жидкости пробирками. Для предупреждения распыления части пробы биожидкости при центрифугировании пробирки рекомендуется помещать в ротор закрытыми.
Если в процессе центрифугирования пробирки с биоматериалом разбились, следует тщательно вычистить ротор и камеру центрифуги во избежание инфицирования рабочей среды и загрязнения последующих партий биоматериала.
При работе с термолабильными веществами может потребоваться осуществлять центрифугирование при низкой температуре. Для этого применяются центрифуги с охлаждением. На рис.6 представлена настольная центрифуга с охлаждением 5417R фирмы Eppendorf- Netheler-Hinz (Германия), быстро развивающая максимальную гсгдо 25000 х g и быстро охлаждающая содержимое пробирок. Такой температурный режим требуют и ультрацентрифуги, т. е. устройства, развивающие особенно высокую скорость вращения ротора и относительную силу центрифугирования - до 165000 х е.
Центрифугирование в градиенте плотности • метод разделения смеси веществ с помощью центрифугирования, основанный на разном поведении частиц в центробежном поле. Частицы, имеющие разную плотность, размеры и форму, осаждаются с разной скоростью. При наслаивании исследуемого образца на поверхность раствора с непрерывным градиентом плотности частицы при центрифугировании распределяются вдоль градиента в виде дискретных зон или полос. Для создания градиента плотности используют растворы солей тяжелых металлов, сахарозы. Благодаря градиенту плотности смешивания зон не происходит. Этот способ разделения может быть использован как для препаративных, так и аналитических целей. В первом случае выделяется биоматериал для последующих биохимических исследований, во втором - изучаются чистые или практически чистые препараты макромолекул или частиц.