离心机是一套广泛用于生物实验室的设备,此设备采用离心力与沉降原理来过滤或分离实验物质,例如 DNA 与 RNA 纯化、蛋白质萃取或生物分子分离。不过,若未正确使用或维护,或产品未采用户安全考虑设计,则此实验室辅助设备可能会变得异常危险。
在实验室中常见的危险为,当实验室研究人员在打开台式离心机外盖时,外盖突然掉落到手上或手指上而受伤。
离心机对研究人员造成手指红肿还只是不幸中的大幸,必须考虑到离心机的运作往往含有转子产生的高速旋转、马达产生的高温与离心管内充斥的危险(易传染/放射性/化学性)物质。
当离心机转子与离心管皆未适当安装及平衡,且外盖未盖紧或研究人员在运作时或在完全停止运转前意外开启外盖时,这都可能会导致离心力驱动的转子与离心管脱落并可能会发生更不幸的结果。金属转子、锐利边缘的碎屑、危险物质与气悬胶体都会造成受伤。
而若离心机未采降噪考虑设计与制造,则离心运转期间高速运作时会产生噪音,这点虽较不危险但仍有害且烦人。
因此,在决定购买离心机时,使用者除了考虑机种符合实验室用途与相关功能、容量和转速需求外,也应考虑该产品是否采用安全设计。
为了因应上述在市调研究中发现的使用经验问题,部分离心机制造商已试着为其产品增加设计,让产品在运作期间更为安全。
例如,蓝光生技(Blue-Ray Biotech) 是一间具有十余年专业经验的实验室仪器厂商,其所制造的高速台式微量离心机即具备了许多因应使用者安全与便利性的创新设计。
该公司的旗舰型离心机 TurboFuge(24 支容量/21,400 x g 最大 RCF/15,000 rpm 最大转速)已增加了防盖掉落功能,可在打开时以 5 - 60° 的角度固定外盖,方便装载与卸除离心管并避免外盖意外掉落及受伤。(图一).
图一:防盖掉落可方便装载与卸除离心管并避免外盖意外掉落及受伤。
其次,外盖采用电动双重锁定而非传统电磁锁设计,因此在离心运作期间将能安全地锁定外盖,不再有泄漏、喷溅及脱落而导致死亡的机会。(图二)
图二:电动双重锁可确保运作安全。
负载不平衡往往为转子脱落的主要原因之一,因此,TurboFuge 在离心室下方与马达附近新增了转子不平衡传感器,让离心机能在侦测到不平衡时自动关闭(图三),并立即通知用户以调整负载。此创新智能设计对于排除使用者在装载过程中犯错所造成的潜在不平衡极为实用。
图三:若侦测到转子不平衡,不平衡传感器会立即关闭离心机
与离心相关的潜在危险不限于直接接触危险物质;接触化学或生物性危害气悬胶体也同样具有致命危险。因此,可为转子选择创新的气密性转子盖,即使离心室内出现泄漏与喷溅,研究人员仍将受到保护以免遭受危险气悬胶体散播的危害。
最后,因离心室或离心桶的内部是由金属材质建构而成,可减少噪音、协助散热及防止金属转子飞出的坚固防护。(图四)
图四:气密性转子盖及耐用金属离心室
样本防护对于确保离心成功及实验结果质量也同样重要。TurboFuge 也采用样本防护设计制作。
首先,TurboFuge 的金属外盖和转子皆具高压灭菌性,因此可拆解并在高压灭菌锅中进行加压及加热消毒处理,避免离心样本污染。
第二,采用强化通风设计(图五),能降低高速旋转产生温度,即使 TurboFuge 以最高转速 15,000 rpm 运转长达一小时,仪器的内部温度也不会超过 40° C ,所以不会对温度敏感样本造成影响。
图五:坚固耐用的通风设计能防止高速蓄热,保护敏感性样品
这些设计亮点反应了生物科技设备制造商的市场趋势,同时也尽力改善其产品功能和效能并满足客户需求,更进一步强调使用者的便利、健康及安全来做为产品卖点。
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