معرفی تجهیزات پزشکی و زیستی

[soleares]

میکروسکوپ الکترونی عبوری یا TEM نوعی میکروسکوپ الکترونی است که قابلیت عکس‌برداری از ریزساختار مواد با بزرگنمایی ۱۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰۰۰ برابر با قدرت تفکیکی در حد کوچکتر از ۱ نانومتر را دارد. میکروسکوپ الکترونی عبوری همچنین توانایی آنالیز عنصری، تعیین ساختار و جهت کریستالی اجزایی به کوچکی ۳۰ نانومتر را به صورت کیفی و کمی دارد.

تاریخچه
لوئیس دو بروگلی در سال ۱۹۲۵ برای اولین بار تئوری خصوصیات موجی الکترونها که طول موجی کمتر از نور مرئی دارند را ارائه کرد. در سال ۱۹۲۷ دیویسون و گرمر و همچنین تامپسون و رید بطور مستقل آزمایشات کلاسیک تفرق الکترونی را انجام دادند که نشان‌دهنده‌ی طبیعت موجی الکترون‌ها بود. در سال ۱۹۳۲ روسکا و نول اولین بار ایده‌ی میکروسکوپ الکترونی را مطرح کردند. در سال ۱۹۳۶ اولین میکروسکوپ الکترونی عبوری توسط شرکت Metropolitian-Vickers در انگلستان ساخته شد.


نمونه‌ها


اندازه
دیسکی با قطر ۳ میلی‌متر و ضخامت تقریبی ۵ میکرومتر

آماده‌سازی
باید برش‌هایی از نمونه تهیه شده و به کمک الکتروپولیش تا حدی نازک شود که به الکترونها اجازه‌ی عبور بدهد.

زمان تقریبی مورد نیاز
۳ تا ۳۰ ساعت برای هر نمونه (بدون احتساب زمان آماده‌سازی)
برخی از کاربردها
تعیین جهت رشد مواد بلورین و صفحات کریستالی
تعیین عیوب بلوری و مرزدانه‌ها
تشخیص مناطق دارای تنش پسماند
شناسایی ترکیب شیمایی فازهای غیرآلی

محدودیت‌ها
فرآیند تهیه‌ی نمونه‌ها بسیار زمان‌بر و خسته‌کننده است.

[Boye_Gan2m]

آشنایی با میکروسکوپ‌
نگریستن به دنیای ریزتر ها و بسیار بزرگترها از آرمانهای بشر گذشته بوده است. حواس ما تنها توانایی درک دامنه کوچکی از گستره هستی را دارد. همان طور که فقط می توانیم بخش کوچکی از طول موج های نوری را ببینیم. کشف میکروسکوپ برای مشاهده دنیای ریزترها، انقلابی در دنیای زیست شناسی به وجود آورد و نگاه ما را به جهان زیبایمان متفاوت ساخت. سر سلسله های موجودات زنده از محدود بودن به گیاه و جانور، به 5 فرمانرو گسترش یافت و علت بسیاری از بیماری ها را شناختیم. شاید بد نباشد به عنوان علاقه مند به دانش زیست شناسی با میکروسکوپ ها بیشتر آشنا شویم.

میکروسکوپ از دو واژه میکرو( ریز ) و سکوپ ( مشاهده ) تشکیل شده است. می توانیم به جای میکروسکوپ واژه `ریزبین` را هم به کار ببریم.

تاریخچه
در سال 1655 رابرت هوگ که یک فیزیکدان انگلیسی بود، اولین نگرش میکروسکوپی را انجام داد. هوک که 29 سال سن داشت به کمک اولین میکروسکوپ خود توانست بقایای دیواره‌ سلولهای مرده‌ گیاهی را در برشی از چوب‌پنبه پوست درخت بلوط مشاهده کند. وی از آنچه دیده بود نقاشی هایی رارسم کرد و به علت شباهت اتاقک های کوچکی که در بافت چوب پنبه با لانه زنبور دیده بود، نام این اتاقک ها را سلول گذاشت. اما هوک در آن زمان نمیدانست که درون این اطاقک ها، ماده زنده ای که امروزه آن را پرتوپلاسم می نامیم وجود داشته است. هوک علاوه بر مشاهده چوب پنبه، اجزاء دیگری از موجودات مثل بال حشرات و چشم مرکب زنبور را هم بررسی کرده بود و نتیجه مشاهدات خود را در کتابی به نام `ذره نگاری` به چاب رساند.

اما حدود 20 سال بعد و در سال 1674 آنتونی‌وان لیوون هوک. که یک پارچه فروش هلندی بود، برای اولین بار توانست به کمک میکروسکوپ دست ساز خود، تک سلولهای زنده (آغازیان جانور مانند یا پروتوزوآها) را ببیند . در سال 1683 هوگ با تکمیل میکروسکوپی که ساخته بود، توانست دنیای باکتریها را نیز کشف کند. ساختار میکروسکوپ ها به آهستگی دست خوش دگرگونی هیی قرار گرفت و قدرت تفکیک آنها بهتر شد. اما ذات انسان از محدودیت بیذار است. میکروسکوپ های معمولی قدرت بزرگنمایی تا حدود 1500 برابر دارند. اما اگر می توانستیم دنیای ریزتر از این را هم ببینیم چقدر بهتر بود. این رویا در سال 1932 با ساخت اولین میکروسکوپ الکترونی به واقعیت پیوست.

منبع:دانشنامه رشد

اساس کار میکروسکوپ‌های نوری
عدسی های محدب از جسمی که بین کانون ((f و مرکز (2f) آن قرار گرفته تصویری بزرگتر، حقیقی و معکوس ایجاد می‌کند. اگر این تصویر حقیقی را به کمک عدسی محدب دیگری که در فاصله معینی از عدسی اول قرار گرفته است( تصویر حقیقی در فاصله کانونی عدسی دوم) ، بزرگ کنیم، شدت بزرگنمایی چندین برابر بیشتر شده و ما یک میکروسکوپ ساخته‌ایم، در این صورت عدسی دوم تصویری بزرگتر و مجازی را ایجاد خواهد کرد.

هر میکروسکوپ از دو بخش مکانیکی و نوری ساخته شده است. بخش مکانیکی که ابزاری برای دگرگونی جایگاه نمونه است شامل صفحه قرار دادن نمونه و حرکت دهنده ها در 3 جهت، همچنین پایه، دسته و گیره ها است. اما بخش نوری شامل منبع تأمین روشنایی، کندانسور( متمرکز کننده نور) عدسی های شیئی و عدسی های چشمی است.


منبع:دانشنامه رشد

میکروسکوپ الکترونی
میکروسکوپ های الکترونی اندازه ای بزرگتر از میکروسکوپ های نوری معمولی دارند و قدرت بزرگنمایی آنها تا یک میلیون برابر می رسد. این میکروسکوپ ها به دو گروه تقسیم می شوند.

میکروسکوپ الکترونی گذاره(tem)
در این میکروسکوپ، با وجود این که اساس کار آن مشابه با میکروسکوپ های نوری است اما برخلاف میکروسکوپ نوری، پرتوها از بالا به پایین می‌تابند. میکروسکوپ الکترونی گذاره از یک ستون بلند ساخته شده که منبع پرتوهای الکترونی در بالای این ستون قرار گرفته اند. پرتوهای الکترونی بعد از گذر از نمونه، به یک فیلم عکاسی یا یک صفحه‌ نمایش (که از مواد فلورسانت ساخته شده) برخورد می‌کنند و موجب تشکیل تصویر می‌شوند. از آنجایی که برخی پرتوها از نمونه عبور نمی‌کنند و نقاط سیاهرنگی را بوجود می‌آرود، عکسهای میکروسکوپ الکترونی سیاه و سفیدند و رنگی نیستند. برش ها در میکروسکوپ گذاره بسیار نازکتر از میکروسکوپ نوری تهیه می شوند و تکنیک رنگ آمیزی آنها هم متفاوت است. از این میکروسکوپ می توان برای مشاهده نمونه های خیلی ریز مثل ویروسها و یا اندامک های درون سلولی به خوبی بهره گرفت.

میکروسکوپ الکترونی نگاره(sem)
این میکروسکوپ تصویر 3 بعدی از سطح نمونه در اختیار ما می‌گذارد در نتیجه می‌توانیم شکل ظاهری نمونه را با آن ببینیم. در این میکروسکوپ الکترون از جسم نمی گذرد، بلکه بر روی نمونه که با لایه‌ نازکی از فلز سنگین مثل طلا پوشیده شده برخورد می‌کند. در نتیجه‌ی این برخورد الکترونهای دیگری از سطح جسم باز تابش می‌شوند. این پرتوها به کمک دستگاهی شناسایی شده و به کمک ابزاری به نام دتکتور به تصویر سه بعدی تلوزیونی تبدیل می شوند. قدرت تفکیک میکروسکوپ نگاره از گذاره کمتر است.

میکروسکوپ های ولتاژ بالا (hvem)
این میکروسکوپ ها که برای اهداف ویژه ای کاربرد دارند، واجد بزرگ نمایی بسیار بالایی هستند. اساس کار آنها شبیه به میکروسکوپ های گذاره است. اما منبع تغذیه آنها الکتریسته با چندین میلیون ولت است.

منبع:دانشنامه رشد

[Marichka]

سلام

يه توضيح اضافي درباره الكتروني نگاره:

همونطور كه اشاره شد الكترونها در اين ميكروسكوپ از نمونه عبور نمي كنن بلكه برخورد مي كنن و برميگردن كه نتيجه ي كار چنين عكسي ميشه:



همونطور كه مي بينيد فقط سطوح خارجي نمونه به صورت سه بعدي ديده ميشه و علتش بازگشت الكترونها از سطوح مختلف و برخوردهاي اونها با شدتهاي مختلف به صفحه ي حساس هست.

الكتروني گذاره دقيقا برعكس اين مكانيسم تصوير دو بعدي و تقريبا نورگذر (ترانسپارنت) به ما ميده و علتش گذشتن الكترونها از نمونه هست و علت استفاده از اين ميكروسكوپ هم بيشتر ديدن ساختارهاي درون سلولي هست نه سطح سلولها.

نمونه با الكتروني نگاره به اين صورت ديده ميشه:



موفق باشيد

[Boye_Gan2m]

اسپکتروفوتومتر:
دستگاهی است برای اندازه گیری غلظت ماده رنگی محلول ها .مثلا اندازه گیری قند،اسید اوریک، کلسترول، آنزیمهای مختلف و... .از دو قسمت اسپکترومتر و فوتو متر تشکیل شده است. اسپکنرومتر نور ثابت با طول موج دلخواه بوجود می آورد. پس از عبور نور از محلول ،نور باقیمانده به قسمت نورسنجی یا فوتومتر میرود. فوتومتر که از نوع فتوتیوب، فوتو دیود و... نور را به سیگنال الکتریکی تبدیل میکند .سپس سیگنال های دریافت شده اندازه گیری و پردازش میشوند تا کمیت مورد نظر بدست آید.
بیلی روبین توتال:
توسط این دستگاه میزان بیلی روبین کل محلول بر روی نمایشگر دستگاه نمایش داده میشود.

بيلي روبين ؛ >> رنگريزه ي ناشي از تجزيه هموگلوبين
تصویر دستگاه :

شیکر:
برای هم زدن سریع یک محلول در لوله آزمایش از شیکر استفاده میشود. بطوریکه با قرار دادن ته لوله آزمایش در جایگاه مخصوص و تنظیم سرعت ، هم زدن صورت میگیرد.



سایت جامع مهندسی پزشکی

[Boye_Gan2m]

معرفی دستگاه سانتریفیوژ:
دستگاهی است که توسط نیروی گریز از مرکز ذرات معلق را با چرخش توسط یک موتور الکتریکی، از مایع جدا میکند. همچنین میتواند باعث تفکیک دو مایع با تراکم متفاوت شود. این مایعات می توانند خون، ادرار و ... باشند. برحسب سرعت میتوان آنها را به سه دسته دور پایین(2000 تا6000 Rpm )، دور بالا (21000 تا 24000Rpm ) و اولترا سانتریفوژ (07500 تا10000Rpm ) تقسیم بندی کرد. نوع دور پایین بیشتر جهت سانتریفیوز کردن سلولهای خونی یا ذرات حجیم هستند. نوع دوربالا برای بیشتر فراورده ها استفاده میشوند و نوع اولترا برای تفکیک مواد تشکیل دهنده سلولی بکار میرود. برای کم کردن گرمای ایجاد شده در سانتریفوژهای سریع از یخچال استفاده میشود.

سانتریفیوژها بر اساس طرز قرار گیری نمونه ها به سه دسته تقسیم میشوند:

1)شناور: جایگاه قرارگیری نمونه ها عمود بر زمین است و با شروع حرکت زاویه پیدا کرده و سپس کاملا به حالت افقی با سطح زمین قرار میگیرد.

2) زاویه ثابت: لوله حاوی نمونه نسبت به محور دوران یک زاویه ثابت بین 25 تا 45 درجه دارند.
سانتریفوژ ها بر اساس کاربرد به انواع مختلف تقسیم بندی میشوند، در زیر دو نمونه را توضیح میدهیم:

سانتریفیوژ هماتوکریت: با استفاده از نیروی گریز از مرکز هماتوکریت خون یعنی نسبت حجم گلبولهای قرمز به حجم کلی خون را مشخص میکنند.

میکروسانتریفیوژ: برای نمونه های با حجم کم مثلا نمونه های گرفته شده از اطفال کاربرد دارد.
قطعات اساسی سانتریفیوژ: موتور الکتریکی، شافت، روتور.
همچنین کلیدها و تنظیم کننده هایی از قبیل کلیدترمز،کنترل کننده سرعت و زمانسنج بر روی دستگاه موجود است.

مکانیسم ترمز دستگاه با معکوس شدن جریان گذرنده از روتور میسر میشود. همچنین کنترل کننده سرعت با کم وزیاد کردن ولتاژ تغذیه کننده سرعت سانتریفیوز را تغییر میدهد.

تصویر سانتریفیوژ هماتوکریت:






مقاله از محسن ناجی


سایت جامع مهندسی پزشکی

[Boye_Gan2m]

فلیم فوتومتر(Flame Photometer) :
وسیله ای است که برای اندازه گیری الکترولیت هایی چون سدیم، پتاسیم ،لیتیم و کلسیم مورد استفاده قرار میگیرد. فلیم به معنی شعله میباشد. محلول سرم توسط یک مکنده در ظرف مخصوص قرار میگیرد. یک گاز مرجع دیگر حاوی نمک لیتیم و از طرف دیگر اکسیژن وارد ظرف میشوند. اکسیژن برای کمک به احتراق به درون ظرف کشیده میشود. گاز مرجع باعث میشود که رنگ قرمز در شعله وجود داشته باشد. شعله در مقابل دو ***** نوری قرار میگیرد. یکی از آنها ***** مرجع است که تنها نور قرمز شعله را از خود عبور میدهد ، بعد ا این ***** اشکارساز مرجع قرار میگیرد که نور قرمز را به سیگنال الکتریکی تبدیل میکند. یک ***** نوری دیگر نیز وجود دارد به نام ***** نمونه که پس از عبور نور زرد یا بنفش از آن و تبدیل نور توسط آشکارساز به سیگنال الکتریکی ، سیگنال نمونه بدست می آید. سیگنالها تقویت میشوند سپس نسبت به هم پردازش میشوند تا پارامترهای مورد نظر مشخص شوند. در زیر تصویر یک فلیم فوتومتر آورده شده است:



سایت جامع مهندسی پزشکی

[Boye_Gan2m]

سل کانتر (کولتر کانتر):
دستگاهی برای شمارش گلبولهای قرمز خون میباشد. برای این کار خون را در بشر دستگاه میریزند. یک لوله موئین که به یک سیستم مکش متصل است نیز درون آن قرار میگیرد. پایین این لوله یک شکاف با قطر حدود μ100 وجود دارد. یک الکترود مثبت درون لوله موئین و یک الکترود منفی هم در بشر قرار میگیرد. با انجام مکش در هر لحظه فقط یک سلول از شکاف لوله عبور میکند. قبل از انجام مکش ، امپدانس الکتریکی که توسط دو الکترود اندازه گیری میشود مقداری ثابت است. با انجام مکش و عبور سلول ها از شکاف این امپدانس تغییر میکند. تغییر در امپدانس به صوت یک پالس الکتریکی آشکار میگردد. با شمارش پالس ها توسط یک شمارنده الکترونیکی تعداد سلولها محاسبه میشوند.
در صفحه بعد تصویر دو مدل از این دستگاه آورده شده است:




دستگاه PT :
دستگاهی برای اندازه گیری فاکتور انعقاد خون میباشد در حقیقت Coagulometer میباشد.


محسن ناجی

سایت جامع مهندسی پزشکی

[Boye_Gan2m]

دستگاه ESR ، میکسر

میکسر :
شیشه های حاوی خون و یا مواد دیگر بر روی صفحه متحرک این دستگاه قرار میگیرند و با حرکات مختلف دستگاه محتویات شیشه ها هم زده میشوند. مثلا اگر ترکیب شدن خون با مایع دیگری مورد نظر باشد ویا برای جلوگیری از رسوب ازاین دستگاه استفاده میشود.



دستگاه ESR :
همان کار سانتریفیوژ هماتوکریت را انجام میدهد ، یعنی خون را در لوله آزمایش میریزند و با قرار دادن لوله ها در دستگاه قرار میدهند و گلبولها پس از یک ساعت جدا میشوند




سایت جامع مهندسی پزشکی

[Boye_Gan2m]

بن ماری(Water bath) :
دستگاهی است که بطور وسیع در انجام آزمایشات بیوشیمی، انعقادی خون و... کاربرد دارد. این دستگاه دارای یک مخزن آب میباشد که ممکن است بر روی مخزن فوق درپوشی تعبیه شده باشد. معمولا درپوش ها زاویه دار و حدود 30 درجه بوده( برای اینکه بخارات به داخل لوله هایی که در دستگاه قرار میگیرد نریزد). حرارت آب دستگاه بوسیله یک ترموستات قابل تنظیم است. نوع جوش این دستگاه درجه حرارتی تا حدود 100 درجه را دارا بوده وبن ماری نوع سرولوژی قابل تنظیم در دماهای مختلف بویژه 37 درجه میباشد. بهتر است که برای جلوگیری از رسوب املاح بر روی المنت از آب مقطر استفاده شود.
تصویر بن ماری:


محسن ناجی

سایت جامع مهندسی پزشکی

[Boye_Gan2m]

تیشو پروسسور (Tissue Processor) :
این دستگاه برای آماده سازی نمونه بافت های مورد نظر به صورت لایه نازک برای مطالعه توسط میکروسکوپ میباشد. برای استفاده ابتدا محفظه های دستگاه را از محلولهای لازم پر میکنند. سپس بافتها را در کپسولهای موم مانند سفید رنگی قرار میدهند و کپسولها را در ظروف جراگانه قرار میدهند. یک بازوی مکانیکی ظروف حاوی بافتها را از محفظه ها عبور میدهد و سپس بافتهای درون کپسولها به کمک اجزای الکترومکانیکی دستگاه به لایه های نازک تبدیل میشوند.در زیر تصاویر دستگاه آورده شده است:



محسن ناجی

سایت جامع مهندسی پزشکی