تجهیزات پزشکی و آزمایشگاهیسمپلر

نقش آزمون گرانشی در کالیبراسیون سمپلر: آیا با نحوه‌ی کالیبراسیون سمپلر خود آشنا هستید؟

سال‌ها است که سمپلرها به‌منظور اندازه‌گیری و انتقال نمونه‌ در آزمایشگاه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند و انجام مراحل حجم‌برداری در تمامی آزمایشگاه‌ها، به‌ویژه آزمایشات تشخیص طبی، نیازمند دقت بسیار بالایی است. با این حال همواره عواملی وجود دارند که مشخصه‌های عملکردی یک سمپلر را با مشکل مواجه خواهند ساخت. بنابراین جهت اطمینان از عملکرد مناسب یک سمپلر هنگام حجم‌برداری، لازم است تا حتما طی فواصل معینی فرآیند کالیبراسیون سمپلر صورت گیرد.

در حقیقت هدف از کالیبراسیون، ارزیابی کارایی یک سمپلر، محاسبه‌ی خطای اندازه‌گیری و در نهایت تنظیم مجدد سمپلر به‌منظور دست‌یابی به دقت و درستی مطلوب است. به همین دلیل کالیبراسیون را می‌توان یکی از اساسی‌ترین فعالیت‌های آزمایشگاهی محسوب کرد.

در مقاله‌ی “معیارهای ارزیابی عملکرد سمپلر: آیا سمپلر شما از دقت و درستی مطلوبی برخوردار است؟“، شما را با مفاهیم دقت و درستی و نحوه‌ی محاسبه‌ی خطاهای اندازه‌گیری آشنا نمودیم و به‌طور مختصر به شرح آزمون گرانشی پرداختیم. در این مقاله اما بر روی آزمون گرانشی و شرایط و ملزومات انجام آن تمرکز خواهد شد. پس در ادامه با ما همراه باشید.

آزمون گرانشی چیست؟

رایج‌ترین روش کالیبراسیون سمپلر استفاده از یک آزمایش با عنوان آزمون گرانشی است. بر طبق اصول این آزمون، مقدار کمی از نمونه به درون ظرف مخصوصی ریخته شده و جرم ظرف با استفاده از یک ترازوی آزمایشگاهی دقیق و کالیبره، اندازه‌گیری خواهد شد. آزمون گرانشی درحقیقت یک روش وزن‌سنجی نمونه محسوب می‌شود. سپس لازم است تا مقدار جرم اندازه‌گیری شده با استفاده از محاسبات ریاضی به حجم تبدیل شود. از آنجایی که ضریب تصحیح مورد استفاده در تبدیل جرم به حجم (فاکتور Z)، تابعی از فشار و دمای محیط است، آزمون گرانشی باید در شرایطی صورت گیرد که فشار، دما و رطوبت نسبی محیط کاملا کنترل شده و قابل اندازه‌گیری و ثبت باشند. همانند بسیاری از آزمایشات، به‌منظور حصول حداکثر دقت و همچنین اطمینان از تکرارپذیری نتایج، لازم است تا آزمون گرانشی چندین مرتبه تکرار و نتایج به‌دست آمده ثبت شوند. این نتایج در ارزیابی مشخصات عملکردی سمپلر (دقت و درستی) مورد استفاده قرار خواهند گرفت.

چگونه می‌توان آزمون گرانشی را انجام داد؟

ممکن است مراحل انجام آزمون گرانشی ساده به‌نظر برسند و تصور کنید که می‌توان این آزمون ‌را به‌راحتی در هر آزمایشگاهی انجام داد. اما باید توجه داشته باشید که انجام آزمون گرانشی نیازمند تجهیزاتی مانند ترازو‌ی آزمایشگاهی، دماسنج، رطوبت‌سنج، فشارسنج و … است که باید از دقت بسیار بالایی برخوردار باشند. همچنین لازم است تا شرایط محیط آزمایش (شامل رطوبت، دما و…) نیز به‌طور کامل کنترل و ثبت گردد. به‌همین دلیل این آزمون معمولا توسط آزمایشگاه‌های مرجع کالیبراسیون صورت می‌گیرد. این آزمایشگاه‌ها از امکان صدور گزارش و گواهی‌نامه‌ی کالیبراسیون نیز برخوردار هستند که اطلاعاتی مانند مشخصات عملکردی سمپلر، تاریخ کالیبراسیون بعدی و … را در اختیار شما قرار می‌دهد.

در برخی موارد پیش از ارجاع سمپلر به آزمایشگاه‌های مرجع کالیبراسیون، کاربران با روش‌هایی مانند نورسنجی و حجم‌سنجی عملکرد سمپلر خود را ارزیابی می‌کنند. اما باید به این نکته توجه داشت که این روش‌ها هرگز جایگزین مناسبی برای آزمون گرانشی نبوده و صرفا می‌توان از آن‌ها به منظور بررسی روزانه‌ی عملکرد سمپلر استفاده نمود.

چه شرایطی برای انجام آزمون گرانشی لازم است؟

به‌منظور انجام آزمون گرانشی ابتدا لازم است تا تجهیزات آزمون کاملا آماده و شرایط محیطی آزمون نیز کنترل شده باشد. جهت اطلاع از ملزومات آزمون گرانشی لطفا به نکات زیر توجه نمایید.

  1. ارزیابی عملکرد سمپلر باید توسط افراد باتجربه صورت گیرد و تمامی نکات حجم‌برداری صحیح درحین کار با سمپلر رعایت شوند.
  2. جهت انجام آزمون گرانشی از آب یون‌زدایی شده[۱] به عنوان نمونه استفاده می‌شود.
  3. لازم است تا حتما مخزن حاوی نمونه توسط یک درب، پوشیده شود. زیرا مقدار مایعی که در این مخزن وجود دارد ممکن است تحت تاثیر عوامل مختلفی آلوده شده و در نتیجه دقت و درستی نتایج آزمون کاهش یابد.
  4. به منظور دست‌یابی به نهایت دقت در اندازه‌گیری جرم نمونه، ترازوی مورد استفاده در آزمون گرانشی باید از تفکیک‌پذیری و تکرارپذیری مطلوبی برخوردار بوده و حداکثر خطای اندازه‌گیری آن، در رنج مناسبی باشد. در واقع، ترازوی آزمایشگاهی را می‌توان یکی از اساسی‌ترین تجهیزات مورد استفاده در این آزمون به‌شمار برد.
  5. ظروف توزین جهت سنجیدن جرم دقیق نمونه مورد استفاده قرار می‌گیرند. ازجمله مهم‌ترین ویژگی‌های این ظروف می‌توان به داشتن درپوش و ظرفیت مناسب برای نگهداری حجم مورد آزمایش اشاره کرد.
  6. جهت حصول حداکثر دقت در نتایج آزمون، به‌ویژه در مورد نمونه‌هایی با حجم کم‌تر از ۵۰ میکرولیتر، لازم است تا ترازوی آزمایشگاهی و ظروف توزین به تجهیزات ویژه‌ای مانند تله‌ی تبخیر[۲] مجهز باشند. به‌این ترتیب می‌توان میزان اتلاف جرم نمونه در اثر تبخیر[۳] را به‌حداقل رسانید.
  7. لازم است تا محلی که آزمون گرانشی در آن انجام می‌شود، دارای رطوبت نسبی بالای ۵۰% و دمای ثابتی بین ۱۵ الی ۳۰ درجه‌ی سانتی‌گراد بوده و هیچ‌گونه جریان شدید هوا و یا تابش مستقیم نور در آن رخ ندهد. به‌همین دلیل استفاده از یک دماسنج، رطوبت‌سنج و فشارسنج دقیق و کالیبره در طول مراحل آزمون بسیار ضروری است.
  8. توصیه می‌شود تا مدت زمان انجام آزمون تا حد امکان کوتاه بوده و انجام هریک از مراحل وزن‌سنجی از ۱ دقیقه تجاوز نکند.

مراحل انجام آزمون گرانشی

1- ابتدا لازم است تا تجهیزات مورد استفاده در آزمون گرانشی (شامل مایع آزمون، سمپلر، نوک سمپلر و …) حداقل ۲ ساعت پیش از انجام مراحل آزمون در دمای محیط قرار داده شوند.

۲- سپس شرایط محیط آزمون (اعم از دمای محیط و نمونه، فشار محیط و …) به‌طور دقیق اندازه‌گیری و ثبت خواهند شد.

۳- به‌منظور افزایش دقت در تعیین جرم نمونه، ابتدا لازم است تا جرم ظرف توزین با استفاده از ترازو محاسبه و ثبت گردد.

۴- پیش از اقدام به حجم‌برداری لازم است تا حتما نوک سمپلر چند مرتبه از نمونه پر و خالی شود. (مرطوب‌سازی نوک سمپلر[۴])

5- با استفاده از سمپلر، مقداری از نمونه، که با حجم نامی سمپلر متناسب است، به ظرف توزین منتقل شده و جرم نمونه توسط ترازو اندازه‌گیری و ثبت خواهد شد.

۶- جهت اطمینان از تکرارپذیری نتایج به‌دست آمده، لازم است تا این مراحل حداقل ۱۰ مرتبه تکرار شوند.

۷- سپس جهت ارزیابی مشخصات عملکرد سمپلر، لازم است تا جرم‌های اندازه‌گیری شده با استفاده از فاکتور Z مناسب و فرمول شماره‌ی ۱ به مقادیر حجمی تبدیل شوند.

نکته: درمورد حجم‌برداری از نمونه‌هایی با حجم کم‌تر از ۵۰ میکرولیتر لازم است تا پیش از تبدیل مقادیر جرمی به حجم، حتما میزان اتلاف جرم ناشی از تبخیر نمونه در نظر گرفته شود.

روش اندازه‌گیری اتلاف جرم ناشی از تبخیر و میزان دخالت آن در مشخصه‌های عملکردی سمپلر به‌طور کامل در دستورالعمل اجرایی استاندارد سمپلر (SOP) شرح داده شده است.

فرمول آزمون گرانشی در کالبره کردن سمپلر

توجه داشته باشید که ضریب تصحیح Z تابعی از فشار و دمای محیط است و به‌منظور استفاده از ضریب تصحیح مناسب، لازم است تا دما و فشار محیط در ابتدا و انتهای آزمون گرانشی اندازه‌گیری و ثبت شوند. سپس مقدار میانگین دمای اولیه و ثانویه و همچنین میانگین فشار اتمسفر در آغاز و پایان مراحل آزمون محاسبه شده و با استفاده از جدول زیر، فاکتور Z مناسب انتخاب خواهد شد. به‌طور مثال در دمای ۲۳ درجه سانتی‌گراد و فشار اتمسفر kPa 101/3 ضریب تصحیح Z برابر با ۱/۰۰۳۵ خوهد بود.

جدول ۱: ضریب تصحیح Z در دماها و فشار متفاوت

ضریب تصحیح Z در دماها و فشار متفاوت

۸- در نهایت مشخصات عملکردی (میزان دقت و درستی) سمپلر با استفاده از فرمول‌های ریاضی محاسبه خواهد شد. در صورت مطابقت این مقادیر با حدود مجاز تعیین شده توسط استانداردهای جهانی، یک گواهی کالیبراسیون برای سمپلر تنظیم و ارائه می‌گردد و در غیر این ‌صورت لازم است تا سمپلر تنظیم شده تا مشخصات عملکرد آن در محدوده‌ی مجاز قرار گیرد.

جهت درک بهتر انجام محاسبات لازم، به مثال زیر توجه نمایید.

فرض کنید که طی ۱۰ مرتبه وزن‌سنجی نمونه، توسط سمپلری با حجم نامی µlء۱۰ در میانگین دمایی ۲۳ درجه سانتی‌گراد و فشار kPa 101/3 مقادیر جرمی زیر اندازه‌گیری و ثبت شده‌اند.

مثالی از آزمون گرانشی

۱- جهت محاسبه‌ی دقت و درستی سمپلر به‌صورت کمی ابتدا لازم است تا مقدار جرم میانگین محاسبه شود.

مثالی از آزمون گرانشی

۲- سپس با استفاده از ضریب تصحیح Z ، مقدار میانگین جرمی به میانگین حجمی تبدیل خواهد شد.

مثالی از آزمون گرانشی

3- با استفاده از مقدار میانگین حجمی می‌توان میزان دقت و درستی یک سمپلر را مورد ارزیابی قرار داد.

جهت آشنایی کامل با مفاهیم دقت و درستی سمپلر و نحوه‌ی ارزیابی آن‌ها می‌توانید به مقاله‌ی “معیارهای ارزیابی عملکرد سمپلر: آیا سمپلر شما از دقت و درستی مطلوبی برخوردار است؟”  مراجعه نمایید.

تنظیم سمپلر به‌ چه منظور صورت می‌گیرد؟

پس از انجام آزمون گرانشی در آزمایشگاه‌های مرجع کالیبراسیون و ارزیابی مشخصه‌های دقت و درستی سمپلر، درصورتی که خطای اندازه‌گیری سمپلر از حدود تعیین شده توسط استانداردهای اندازه‌گیری تجاوز کرده و با آن‌ها مغایرت داشته باشد، لازم است تا سمپلر تنظیم شود. اما تنظیم سمپلر تنها به این مورد ختم نمی‌شود.

در برخی مواقع بنابر نوع آزمایش و ماهیت نمونه،‌ ممکن است شرایط خاصی پیش بیاید که نیاز باشد تا سمپلر بر اساس کار در آن شرایط تنظیم شود.

ازجمله شرایط خاصی که لازم است تا تنظیم سمپلر متناسب با آن صورت گیرد می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • تفاوت چشمگیر مشخصه‌های فیزیکی نمونه‌ی مورد آزمایش (چگالی، ویسکوزیته، کشش سطحی و فشار بخار) با مشخصات فیزیکی مایع آزمون گرانشی (آب یون‌زدایی شده)
  • تغییرات فشار اتمسفر به دلیل تغییر ارتفاع محل آزمایش
  • استفاده از نوک سمپلرهای خاص

حتما توجه داشته باشید که تمامی مراحل آزمون گرانشی و ارزیابی مشخصات عملکرد سمپلر تنها به‌منظور افزایش آگاهی شما بیان شده است و حتما باید توسط افراد با تجربه و در آزمایشگاه‌های مرجع کالیبراسیون صورت گیرد.

در غیر این صورت، اطمینان از دقت نتایج به‌ دست آمده ممکن نخواهد بود.

جمع‌بندی

حتما تا به‌حال متوجه شده‌اید که آزمون گرانشی، اصلی‌ترین روش ارزیابی عملکرد و کارایی یک سمپلر محسوب می‌شود. با این وجود انجام مراحل این آزمون نیازمند برخورداری از امکانات و شرایط ویژه‌ای است.

لازم است دقت کنید که خطاهای سمپلر شما می‌توانند تاثیر قابل توجهی در کاهش دقت آزمایشات داشته باشند. بنابراین در صورت استفاده‌ی مکرر و یا طولانی مدت از سمپلر، حجم‌برداری از نمونه‌های خورنده و یا عدم نگهداری صحیح از سمپلر، حتما آن‌را جهت کالیبراسیون به آزمایشگاه‌های مرجع ارسال نمایید.

در این مقاله سعی کردیم تا شما را با  روند کالیبراسیون سمپلر و همچنین میزان حساسیت آزمون گرانشی آشنا کرده و خاطر نشان کنیم که لازم است تا کالیبراسیون سمپلر با استفاده از روش گرانشی حتما در مراکز واجد الشرایط صورت گیرد.

واژه‌نامه

Evaporation loss [۳] Evaporation trap [۲] Demineralized Water [۱]
Pre-wetting [۴]

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا