شیکر آزمایشگاهی چیست؟ بررسی کامل انواع، اجزا، نحوه کار
در بسیاری از آزمایش‌های شیمی، داروسازی، صنعتی، تحقیقاتی و آموزشی، نیاز است تا مواد و نمونه‌ها به‌خوبی با یکدیگر مخلوط یا همگن شوند. برای این کار از شیکر آزمایشگاهی استفاده می‌شود که در این مقاله قرار است توضیح دهیم دقیقا چه کاری می‌کند، چه مدل‌هایی دارد و چگونه کار می‌کند.
شیکر آزمایشگاهی چیست؟
شیکر آزمایشگاهی دستگاهی با ساختار مکانیکی نسبتا ساده است که وظیفه دارد یک حرکت کنترل شده برای مخلوط کردن یا همگن کردن مواد و نمونه‌های مختلف ایجاد کند. حرکت این دستگاه بسته به مدل و نیازهای آزمایشگاه می‌تواند به شکل‌های زیر باشد:
- مداری یا اوربیتالی
- رفت و برگشتی
- الاکلنگی
- چرخشی
شدت و نوع حرکت این دستگاه توسط پنل کنترل تعبیه شده برای آن قابل تنظیم است. چرا که هر آزمایش برای حفظ یکنواختی نمونه‌ها نیاز به دامنه سرعت متفاوتی دارد.
درباره تیتراتور و کاربردهای آن نیز بخوانید
نحوه کار شیکر آزمایشگاهی چگونه است؟
شیکر آزمایشگاهی با تکیه بر توان یک موتور الکتریکی کار می‌کند، این موتور انرژی را از طریق یک محور، که بسته به مدل شیکر می‌تواند چرخشی، خطی یا اوربیتالی باشد، به نمونه آزمایش اعمال می‌کند.
تقریبا تمام نمونه‌های موجود در بازار به یک مکانیزم دیجیتالی یا مکانیکی برای کنترل سرعت، گردش و چرخش نمونه مجهز هستند. همچنین در برخی نمونه‌ها می‌توان دما و زمان کار را نیز کنترل کرد. عملکرد دقیق شیکر، تاثیر مستقیمی بر کیفیت همگن‌سازی نمونه‌ها دارد.
بررسی ساختار شیکر
وقتی ساختار شیکر را بررسی می‌کنیم، به اجزای مختلفی برمی‌خوریم؛ یک صفحه یا سینی متحرک برای قرارگیری ظروف آزمایش، موتور برای تامین انرژی، بدنه با پایه ضد لرزش و دکمه‌های کنترل برای تنظیم سرعت و زمان کار. برخی مدل‌ها نیز به سیستم گرم‌کن یا سردکن داخلی مجهز هستند تا شرایط دمایی خاصی را شبیه‌سازی کنند.
معرفی و بررسی انواع شیکر آزمایشگاهی
همان‌طور که گفتیم شیکرهای آزمایشگاهی بر اساس نوع حرکت، ساختار و کاربرد به مدل‌های مختلف تقسیم می‌شوند. هر کدام از انواع شیکر برای آزمایش‌های متنوع طراحی شده و نوع حرکت آن تعیین کننده میزان اختلاط و همگن شدن نمونه است.
در زمان مراجعه به فروشگاه لوازم آزمایشگاهی از جمله شیکر آشنایی با نوع و عملکرد هرکدام، به شما کمک می‌کند تا انتخاب دقیق‌تری داشته باشید و دستگاه مناسب با نوع آزمایش انتخاب شود. در ادامه، رایج‌ترین انواع شیکر آزمایشگاهی را بررسی می‌کنیم.
شیکر آزمایشگاهی Ika را از نمایندگی این شرکت در ایران بخرید
شیکر اوربیتالی یا مداری
شیکر آزمایشگاهی اوربیتالی حرکت دایره‌ای یکنواخت دارد و یکی از متداول‌ترین مدل‌ها در آزمایشگاه‌هاست. در مدل اوربیتالی پلتفرم دستگاه به‌صورت مداری حرکت می‌کند و موجب ایجاد جریان آرام در محلول می‌شود.
این ویژگی مانع ته نشین شدن ذرات و چسبیدن سلول‌ها به دیواره ظرف می‌شود. شیکر مداری در کشت سلول‌های باکتریایی و مخمری، حل‌کردن پودرها و آماده‌سازی محلول‌ها کاربرد دارد.
شیکر رفت و برگشتی
در شیکر رفت و برگشتی، پلتفرم دستگاه به صورت خطی و متناوب به جلو و عقب حرکت می‌کند. این نوع حرکت باعث ایجاد نیروی برشی شدیدی در محلول می‌شود که برای هم زدن محلول‌های غلیظ یا واکنش‌های شیمیایی مناسب است.
از این مدل در استخراج ترکیب‌های مختلف، حل کردن مواد جامد و فرایندهای شیمیایی استفاده می‌شود. به دلیل حرکات خطی سریع، این دستگاه به پایه‌های ضد لرزش مجهز شده تا پایداری‌اش حفظ شود.
شیکر الاکلنگی
شیکر الاکلنگی حرکتی زاویه‌ای و نوسانی دارد که حرکتی شبیه به تاب خوردن را تداعی می‌کند. زاویه حرکت آن بسته به نوع و برند دستگاه متفاوت بوده و شدت آن قابل تنظیم است.
این مدل برای فرایندها و آزمایش‌های ملایم مانند شست‌وشوی غشاها، رنگ‌آمیزی ژل‌های الکتروفورز و واکنش‌های آنتی بادی استفاده می‌شود. مزیت اصلی آن این است که نمونه‌ها را بدون ایجاد کف یا آسیب به ترکیبات حساس مخلوط می‌کند.
شیکر چرخشی یا روتاتور
در شیکر چرخشی، حرکت دستگاه به‌صورت ۳۶۰ درجه حول محور افقی انجام می‌شود. این مدل برای مخلوط کردن مداوم و ملایم مناسب است و در آزمایش‌های سرولوژی و واکنش‌های آنتی ژن–آنتی بادی به‌کار می‌رود.
شیکرهای روتاتور قابلیت نگهداری چندین لوله به‌صورت هم زمان را دارند و با سرعت پایین کار می‌کنند تا از ایجاد حباب یا تخریب نمونه جلوگیری شود.
شیکر لوله‌ای یا وُرتکس
شیکر وُرتکس برای مخلوط کردن سریع حجم‌های بسیار کم در لوله‌های آزمایش استفاده می‌شود. در این مدل، انتهای لوله آزمایش حاوی نمونه، با صفحه چرخان تماس دارد. این صفحه با چرخش سریع، جریان شدید در نمونه ایجاد کرده و آن را در چند ثانیه مخلوط یا همگن می‌کند.
از ورتکس برای آماده کردن محلول‌ها، تعلیق سلول‌ها و حل‌کردن رسوبات استفاده می‌شود. اندازه کوچک و سرعت بالا از ویژگی‌های اصلی این مدل است.
شیکر غلطکی
این نوع شیکر چند محور غلطان دارد که لوله‌ها یا بطری‌های حاوی نمونه روی آن می‌چرخند. حرکت چرخشی آرام این دستگاه برای مخلوط کردن محلول‌های حساس یا سلول‌های معلق مناسب است.
از شیکر غلطکی در کشت سلول‌های جانوری، فرایندهای بیوشیمیایی و نگهداری نمونه‌ها برای مدت طولانی استفاده می‌شود. سرعت پایین آن مانع ایجاد کف یا تخریب ساختار سلولی می‌شود.
ترموشیکر
برخی مدل‌ها با سیستم‌های کنترل دما تولید می‌شوند. از این مدل برای انجام آزمایش‌های آنزیمی، واکنش‌های PCR و مطالعات مولکولی استفاده می‌شود. تنظیم دقیق دما، سرعت و زمان، مهم‌ترین مزیت این مدل‌هاست.
در جدول زیر، به‌طور خلاصه نمونه‌ها را مقایسه می‌کنیم:
| نوع شیکر | نوع حرکت | کاربردهای اصلی | مزایا | محدودیت‌ها |
| شیکر اوربیتالی (Orbital) | حرکت دایره‌ای یکنواخت | کشت سلول، مخلوط کردن محلول‌های مایع، همگن‌سازی آرام | هم‌زدن یکنواخت، کاهش ته‌نشینی، مناسب برای آزمایش‌های حساس | برای نمونه‌های غلیظ یا چسبنده کارایی ندارد |
| شیکر رفت‌وبرگشتی (Reciprocating) | حرکت خطی جلو و عقب | استخراج، حل کردن جامدات، تسریع واکنش‌های شیمیایی | ایجاد نیروی برشی بالا، سرعت زیاد | لرزش بیشتر، احتمال آسیب به نمونه‌های حساس |
| شیکر الاکلنگی (Rocking) | حرکت نوسانی و زاویه‌دار | شست‌وشو و رنگ‌آمیزی ژل‌ها، هیبریداسیون | حرکت ملایم و بدون کف، مناسب فرایندهای زیستی | توانایی هم زدن محدود نمونه‌های با حجم زیاد |
| شیکر چرخشی یا روتاتور (Rotator) | چرخش ۳۶۰ درجه حول محور افقی | واکنش‌های آنتی‌بادی، سرولوژی، نمونه‌های خونی | اختلاط مداوم و ملایم، بدون آسیب به ترکیبات حساس | ظرفیت پایین، نمونه محدود به لوله‌های کوچک |
| شیکر لوله‌ای یا ورتکس (Vortex) | چرخش سریع موضعی | مخلوط کردن نمونه‌های کم‌حجم در لوله آزمایش | سرعت بالا، عملکرد سریع، طراحی کوچک | مناسب فقط برای حجم‌های بسیار کم |
| شیکر غلطکی (Roller) | چرخش آهسته روی محورهای غلطان | کشت سلول معلق، نگهداری نمونه‌های حساس | اختلاط بدون کف، مناسب نمونه‌های حساس | سرعت پایین، زمان زیاد برای هم زدن کامل |
| ترموشیکر (Thermo) | امکان کنترل دما (سرمایش و گرمایش) | واکنش‌های آنزیمی، مطالعات مولکولی | کنترل دقیق دما و سرعت | هزینه بالا، نیاز به کالیبراسیون دوره‌ای |
شیکر انکوباتور آزمایشگاهی چیست؟
شیکر انکوباتور آزمایشگاهی (Incubator Shaker) دستگاه ترکیبی است که همزمان عمل هم‌زدن مداوم نمونه‌ها و کنترل دقیق شرایط محیطی مانند دما، رطوبت و گاز CO₂ را انجام می‌دهد.
این دستگاه برای کشت سلول‌ها، مخمرها و باکتری‌ها که نیاز به محیط شبیه‌سازی شده دارند، یکی از ابزارهای کلیدی در آزمایشگاه‌های زیستی و بیوتکنولوژی محسوب می‌شود. در جدول زیر ویژگی‌های این مدل را می‌خوانید:
| عنوان | توضیحات |
| ویژگی‌های اصلی | ترکیب عملکرد شیکر و انکوباتور در یک دستگاه، حرکت مداری یا نوسانی با کنترل دقیق دما و زمان، محفظه استیل یا آلومینیوم با عایق حرارتی، دارای نمایشگر دیجیتال و تایمر. |
| مزایا | حفظ شرایط لازم برای رشد سلول‌ها و میکروارگانیسم‌ها، کنترل هم زمان دما، حرکت و زمان، توزیع یکنواخت دما و مواد مغذی در محیط کشت، جلوگیری از ته‌نشینی سلول‌ها، کاهش آلودگی به دلیل طراحی بسته و تهویه فیلتر شده، مناسب برای کشت‌های بلند مدت و پیوسته. |
| کاربردها | کشت سلول‌های باکتریایی و مخمری، مطالعات بیوتکنولوژی و تولید آنزیم‌ها، واکنش‌های آنزیمی در دمای کنترل‌شده، تحقیقات ژنتیکی و بیوشیمیایی، فرایندهای تخمیر آزمایشگاهی در صنایع دارویی و غذایی. |
شیکر الک آزمایشگاهی چیست؟
شیکر الک آزمایشگاهی (Laboratory Sieve Shaker) دستگاهی مکانیکی است که برای جداسازی و طبقه بندی ذرات جامد بر اساس اندازه طراحی شده است. این دستگاه یکی از تجهیزات اصلی در آزمایشگاه‌های کنترل کیفیت، صنایع غذایی، دارویی، خاک و مصالح ساختمانی است.
در مقایسه با شیکرهای معمولی که برای مایعات به‌کار می‌روند، شیکر الک با ایجاد لرزش یا ضربه کنترل شده باعث عبور ذرات از میان توری‌های فلزی (مش‌ها) با اندازه‌های مختلف می‌شود. نتیجه‌ی این فرایند، توزیع دقیق اندازه ذرات در نمونه است.
شیکر الک از چند الک فلزی یا پلاستیکی با مش‌های متفاوت تشکیل می‌شود که روی هم چیده شده‌اند؛ بزرگ‌ترین اندازه مش در بالا و ریزترین در پایین قرار می‌گیرد. موتور دستگاه لرزش افقی و عمودی ایجاد می‌کند و در برخی مدل‌ها حرکت چرخشی نیز اضافه می‌شود تا جداسازی نمونه‌های دقیق‌تر انجام گیرد.
نمونه روی الک بالایی ریخته می‌شود و پس از چند دقیقه لرزش، ذرات در اندازه‌های مختلف بین مش‌ها تقسیم می‌شوند. سرعت و زمان لرزش در بیشتر دستگاه‌ها قابل تنظیم است تا متناسب با نوع ماده تنظیم شود. در جدول زیر ویژگی‌های این دستگاه رو می‌خوانید:
| عنوان | توضیحات |
| ویژگی‌های اصلی | مجهز به مجموعه‌ای از الک‌ها با اندازه مش استاندارد (ISO یا ASTM)، عملکرد لرزشی یا ترکیبی از لرزش و چرخش، قابلیت تنظیم شدت و زمان لرزش، بدنه فلزی مقاوم، قابل استفاده برای نمونه‌های خشک و تر، دارای قفل محکم برای ثابت کردن الک‌ها. |
| مزایا | دقت بالا در تفکیک اندازه ذرات، تکرارپذیری نتایج، کاهش خطا نسبت به روش دستی، سرعت بالا در آنالیز، کاربرد گسترده در کنترل کیفیت مواد، مناسب برای ذرات ریز و درشت. |
| کاربردها | کنترل کیفیت پودرها و گرانول‌ها در صنایع غذایی و دارویی، آنالیز دانه بندی خاک و شن در پروژه‌های عمرانی، بررسی مواد معدنی در صنایع استخراجی، مطالعات تحقیقاتی در مهندسی مواد و محیط زیست. |
تجهیزات آزمایشگاهی Ika را از نمایندگی این برند در ایران بخرید
وسیله‌ای کاربردی از آزمایشگاه شیمی تا خاک
شیکر آزمایشگاهی از جمله تجهیزات پایه در هر آزمایشگاه علمی است که با هدف ایجاد حرکت کنترل شده و یکنواخت، فرایندهای مخلوط کردن، کشت سلولی یا جداسازی ذرات را با دقت بالا انجام می‌دهد.
این دستگاه‌ها بر اساس نوع حرکت، ساختار و نیازهای آزمایش در مدل‌های متنوعی مانند اوربیتالی، رفت و برگشتی، الاکلنگی، چرخشی، ورتکس، غلطکی، انکوباتور و الک طراحی می‌شوند.
در میان آن‌ها، شیکر انکوباتور آزمایشگاهی نقش ویژه‌ای در تحقیقات بیولوژیکی دارد؛ زیرا هم زمان شرایط رشد و حرکت نمونه را کنترل می‌کند. از سوی دیگر، شیکر الک آزمایشگاهی برای کنترل کیفیت مواد و جداسازی دقیق ذرات در صنایع مختلف ضروری است.
آشنایی با عملکرد، ویژگی‌ها و کاربرد هر مدل کمک می‌کند تا انتخاب دستگاه متناسب با نوع آزمایش با دقت بیشتری انجام گیرد. در نهایت، انتخاب شیکر مناسب باید بر پایه‌ی هدف پژوهش، نوع نمونه، حجم کار و دقت مورد نیاز باشد. آگاهی از تنوع مدل‌ها و شناخت تفاوت‌های فنی میان آن‌ها، مهم‌ترین گام برای ارتقای کیفیت نتایج و افزایش بهره‌وری در محیط‌های تحقیقاتی و صنعتی است.