ارلن مایر چیست ؟ بررسی انواع و کاربرد ها

ارلن مایر ( Erlenmeyer ) یکی از ظروف آزمایشگاهی پرکاربرد می باشد که میتوان گفت در تمام آزمایشگاه ها وجود دارد. این ظرف مخروطی شکل بیشتر برای جوشاندن مایعات آزمایشگاهی کاربرد دارد. همچنین از آن برای نگهداری محلول ها و سنجش حجمی مایعات نیز در آزمایشگاه استفاده میشود.

ما در این مقاله از نور صنعت فردوس قصد داریم شما را با کاربردهای مختلف ارلن مایر در آزمایشگاه، انواع ، کاربردها و جنس‌های مختلف این ابزار آشنا کنیم. پس در ادامه با ما همراه باشید.

ارلن چیست؟

ارلن یکی از کاربردی‌ترین وسایل در آزمایشگاه است. این وسیله اولین بار توسط یک شیمی‌دان آلمانی به نام امیل ارلن مایر در سال ۱۸۶۰ طراحی و به نام او نام‌گذاری شد. این وسیله دارای یک کف صاف، یک بدنه مخروطی و یک دهانه‌ی استوانه‌ای است و در حجم‌های مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ظروف مخروطی از جنس شیشه های بوروسیلیکاتی یا پیرکس (مقاوم به حرارت) و همچنین مقاوم در برابر فعل و انفعالات شیمیایی با حجم های مختلف می باشد. اما یکسری از آنها از جنس پلی پروپیلن نیز می باشند که در موارد خاص مورد استفاده قرار می گیرند.

این ظروف می توانند ساده یا مدرج باشند. از نوع مدرج آن برای برداشتن حجم معینی از مایع یا تعیین تقریبی حجم مایع استفاده می شود و نوع ساده آن برای استفاده از کارهای گوناگون مانند گرم کردن مایعات، مخلوط کردن و حتی نگهداری مایعات و یا به عنوان جمع کننده محصول تقطیر در عمل تقطیر و یا جمع کننده مایع خارج شده از قیف جدا کننده در هنگام عمل استخراج نیز استفاده می شود. یکی دیگر از ویژگی های آن سرعت تبخیر مایع در آن بسیار کمتر از بشر بوده و بدون ترس بیرون ریختن محتوای آن می تواند چرخیده شود.

ارلن را معمولا از جنس بوروسیلیکات که مقاوم به حرارت است می سازند. شیشه های پیرکس اصل تحمل دما تا 400 درجه سانتیگراد را دارند در حالی که نمونه های تقلبی تنها تحمل دمایی بین 150 تا 300 درجه سانتیگراد دارند. از طرفی دیگر شکل خاص آن با کفه ی تخت باعث ایستایی بالای آن گردیده و تقریبا هرگز واژگون نمی گردد.

انواع ارلن مایر آزمایشگاهی

اولین طراحی ارلن مایر به صورت وسیله‌ای با یک قاعده پهن، بدنه‌ی مخروطی شکل و دهانه‌ای استوانه‌ای بود. این طراحی در نمونه های رایج کنونی نیز حفظ شده است اما تولیدکنندگان مختلف، با در نظر داشتن کاربردهای متفاوت آن، تغییراتی در طراحی این ابزار اعمال کرده‌اند که در ادامه، مروری بر آن‌ها خواهیم داشت.

ارلن‌ دهانه پهن:

ارلن‌های دهانه پهن (دهانه گشاد) یکی از انواع ارلن‌های آزمایشگاهی هستند، که قسمت دهانه‌ی آن‌ها نسبت به نمونه های معمولی پهن‌تر است. این طراحی باعث می‌شود تا ریختن نمونه در این مدل ارلن راحت‌تر صورت گیرد. بنابراین ارلن‌های دهانه پهن اغلب برای ذخیره‌ی مواد و نمونه‌ها مناسب هستند.

ارلن‌ دهانه باریک:

این مدل ارلن آزمایشگاهی به دلیل باریک بودن دهانه، برای مخلوط کردن و جوشاندن مواد آزمایشگاهی مناسب هستند. گردنه باریک این ابزار سبب می‌شود تا با چرخاندن ، محتوای داخل آن بدون خطر ریختن مخلوط شود. همچنین چنانچه ارلن دهانه باریک از جنسی ساخته شده باشد که امکان جوشاندن نمونه در آن وجود داشته باشد، بخارهای داغ در بخش بالایی فلاسک متمرکز و فشرده می‌شوند و نرخ از دست رفتن محلول کاهش می‌یابد.

ارلن‌ Fernbach :

ارلن‌های Fernbach نیز نوعی دیگری از فلاسک‌های ارلن هستند که قاعده‌ی پهن‌تری نسبت به نمونه های رایج دارند.

ارلن خلاء:

از دیگر انواع ارلن مایر آزمایشگاهی می‌توان به ارلن خلاء یا بوخنر (Büchner flask) اشاره کرد. طراحی آن به گونه‌ای است که در یک سمت دهانه، یک خروجی جهت اتصال به پمپ خلاء وجود دارد. ارلن خلاء برای جداسازی مواد جامد یا ناخالصی‌ها از فاز مایع استفاده می‌شود.

ارلن بوخنر یا همان خلا یکی از ظروف آزمایشگاهی پر مصرف می باشد. این ظرف همانند نمونه دهانه تنگ است که روی گردن آن یک لوله شیشه ای مطابق شکل زیر دارد. از این لوله معمولا برای  اتصال شلنگ های پلاستیکی به پمپ خلاء استفاده می شود.  ارلن بوخنر همراه با قیف بوخنر برای جداسازی جامدات و مایعات مورد استفاده قرار می گیرد. از ویژگی های مهم ارلن خلا مقاومت بدنه آن در برابر فشار بالا یا در اصطلاح قابل وکیوم می باشد. این ظرف دارای حجم های متفاوتی بوده و معمولا مدرج است تا بتوان حجم های متفاوتی را در آن نگه داشت. یکی دیگر از کاربردهای آن خروج گاز در حین جوشاندن در مواقعی که گاز و یا بخار خاصی را بخواهیم از سیستم خارج کنیم، می باشد. همچنین می توان برای فیلتر کردن مواد نیز از آن استفاده نمود.

ارلن روداژ:

ارلن روداژ بر روی دهانه آن روداژ مشخصی وجود دارد. این ویژگی امکان اتصال ارلن با اتصالات و رابط‌های شیشه‌ای که دارای روداژ یکسانی با ارلن هستند را فراهم می‌کند. به این ترتیب کاربر قادر خواهد بود تا یک ست مشخص برای کاربردی خاص را ایجاد کند.

ارلن بیودی:

ارلن بیودی یکی دیگر از انواع ارلن مایر های آزمایشگاهی است. این نوع  دارای درب سمباده‌ای است و اغلب برای کاربردهای یدومتری یا واکنش‌هایی که در آن ید اکسید می‌گردد، (یعنی ید از محلول یدیدها آزاد می‌شود) مورد استفاده قرار می‌گیرد.

ارلن درپیچ دار:

ارلن‌های در پیچ دارد، اغلب برای کشت نمونه، نگهداری کشت‌های میکروبی و سلولی، نگهداری مواد و نمونه‌های فرار و آماده‌سازی محیط‌های کشت در آزمایشگاه کاربرد دارند.

ارلن‌های بافل دار:

دارا بودن بافل یکی دیگر از مواردی است که ارلن‌های آزمایشگاهی را از لحاظ نوع طراحی متفاوت می‌سازد. ارلن‌های بافردار، ارلن‌هایی هستند که انتهای آن‌ها دارای برجستگی و فرو رفتگی‌هایی است. این طراحی سبب تبادل هوا شده و برای اکسیژن‌رسانی به نمونه، به ویژه هنگام کشت سلول، بسیار مفید خواهد بود. همچنین این طراحی کار با نمونه‌های چسبنده را آسانتر می‌کند.

کاربرد ارلن مایر در آزمایشگاه

همانطور که تا به اینجای مطلب گفته شد ارلن مایر یکی از ابزار آزمایشگاهی است که به دلیل نوع طراحی، برای طیف وسیعی از کاربردهای آزمایشگاهی مناسب است. قاعده‌ای پهن و دهانه‌ای باریک، باعث می‌شود تا با چرخاندن ظرف، احتمال بیرون ریختن محتویات آن بسیار کم باشد. علاوه‌بر این، با گرم کردن نمونه، بخار مایع در قسمت فوقانی ارلن مایر متراکم می‌شود و باعث کاهش اتلاف حلال می‌شود. همچنین لازم به ذکر است که حالت مخروطی این وسیله موجب می‌شود که محلول مورد آزمایش کم‌تر با آلودگی‌های محیط تماس داشته باشد. همچنین این حالت به جلوگیری از خروج مایع از ظرف هنگام ارتعاشات و ضربات ناخواسته کمک می‌کند.

در ادامه به مهم‌ترین کاربردهای این ابزار در آزمایشگاه اشاره‌ای خواهیم داشت:

• مخلوط کردن نمونه‌ها و تیتراسیون
• جوشاندن و یا گرم کردن نمونه‌ها
• آماده‌سازی محیط کشت و تهیه کشت میکروبی و سلولی
• نگهداری نمونه‌ و مایعات آزمایشگاهی
• پاکسازی شیشه‌آلات آزمایشگاهی

جنس این ظرف آزمایشگاهی

نکته‌ی دیگری که در این مقاله به آن خواهیم پرداخت، صحبت در رابطه با جنس‌های مختلف ارلن مایر است. فلاسک‌ ارلن مایر در دو مدل پلاستیکی و شیشه‌ای تولید و عرضه می‌شوند.

ارلن مایر شیشه‌ای

ارلن مایر شیشه‌ای اغلب برای کاربردهای میکروبیولوژی (classical microbiological methods) و در مواردی که امکان اتوکلاو کردن ظروف و استفاده مجدد آن وجود دارد، مناسب هستند. همچنین، چنانچه ارلن مایر به عنوان فلاسک کشت مورد استفاده قرار گیرد، ارلن مایر شیشه‌ای، نسبت به ارلن‌هایی که از جنس پلاستیک ساخته شده‌اند، برای اکسیژن‌رسانی به کشت مناسب‌تر خواهند بود.

ممکن است بدانید که شیشه‌آلات آزمایشگاهی از جمله ارلن مایر، در دو کلاس A و B تولید می‌شوند. این کلاس‌بندی بر اساس مقررات موسسه‌ی استاندارد بین المللی ASTM صورت گرفته است.

ارلن‌های کلاس B برای کاربردهای عمومی آزمایشگاهی و در مواردی که نیاز نیست ارلن برای مدت طولانی با نمونه و مواد شیمیایی در تماس باشد مورد استفاده قرار می‌گیرد. ارلن‌ مایرهای کلاس B اغلب از جنس شیشه سودالایم (شیشه آهک سوددار) ساخته می‌شوند.

ارلن‌های کلاس A از مقاومت حرارتی و شیمیایی بالاتری برخوردار هستند و برای ذخیره‌سازی طولانی مدت محلول‌ها، مناسب هستند. این ارلن‎ها نسبت به ارلن‌های کلاس B دقت بیشتری داشته و بازه‌ی کالیراسیون آن‌ها نیز طولانی‌تر است. ارلن مایرهای کلاس A اغلب از بوروسیلیکات ساخته می‌شوند.

ارلن مایر پلاستیکی

چنانچه هنگام انجام آزمایشات، مسئله آلودگی بسیار اهمیت داشته باشد، پیشنهاد می‌شود تا از ارلن‌های پلاستیکی و یکبار مصرف استفاده کنید. ارلن‌ مایرهای پلاستیکی ممکن است از مواد مختلفی مانند پلی‌پروپیلن (PP)، پلی کربنات (PC) یا پلی اتیلن ترفتالات گلیکول (PETG) ساخته شوند.

ظرفیت های مختلف

ارلن های آزمایشگاهی در ظرفیت‌های بسیار متنوعی عرضه می‌شوند. چنانچه برای نگهداری نمونه و یا مخلوط کردن مایع استفاده شود، ظرفیت آن باید متناسب با مقدار نمونه انتخاب گردد. اما در رابطه با کشت‌های سلولی هرچه نیاز به هوادهی کشت بیشتر باشد، حجم کمتری از ظرف باید پر شود. به عنوان یک قاعده کلی، پر کردن بیش از ۱ پنجم ظرفیت اسمی  برای کشت‌های میکروبی مجاز نیست. پس هنگام استفاده از ارلن آزمایشگاهی کاربرد خود را در نظر گرفته و بر اساس آن ظرفیت مورد نظر خود را انتخاب نمایید.

تفاوت ارلن با بشر

این ظروف آزمایشگاهی به واسطه ی شکل آنها سرعت تبخیر مایع داخل آن بسیار کمتر از بشر بوده و بدون ترس بیرون ریختن محتوای آن می تواند چرخیده شود. همچنین اختلاف اصلی آن با بشر این است که میتوان آن را با درپوشهای لاستیکی یا چوب پنبه پوشاند و محتوای فلاسک را مخلوط کرده یا به راحتی از جایی به جای دیگر انتقال داد.

تفاوت ارلن با بالن

فلاسکها را معمولا تحت گرمایش فوق العاده زیاد قرار نمی دهند و در این حالت باید از بالنها یا اصطلاحا فلاسک فلورنس (Florence flask)  استفاده نمود. اما مزیت آن نسبت به فلاسک فلورانس این است که به واسطه ی شکل آن احتمال کمتری برای سرازیر شدن دارد.

تفاوت ارلن با استوانه ی مدرج

توسط ارلن مدرج می توان برای تعیین تقریبی حجم مایع استفاده کرد اما استوانه مدرج به منظور اندازه گیری دقیق حجم مایعات مورد استفاده در آزمایش ها به کار می رود و طراحی خاص آن نیز برای بالا بردن دقت است.