Laboratories Category: Scientific Laboratories

وحدة التحليل الحراري تشمل

1. التحليل الحراري الوزني TGA)).

2. ميكروسكوب الأشعة تحت الحمراء (FT-IR microscopy).

3. التحليل الحراري بتقنية مطياف الأشعة تحت الحمراء.

4. القياس التفاضلي للمسح الضوئي DSC)).

5. جهاز التحليل الحراري الميكانيكي التفاضلي DMA)).

يمكن استخدام وحدة التحليل الحراري للتعرف على تلف الصور الجدارية ومواد الربط والمعادن، والمعادن المخلوطة وتآكل المعادن والخزف والبقايا الأثرية المدفونة والمواد النانومترية والحمض النووي والحمض النووي الريبوزي والبروتين والعظام والألوان والأصباغ.

التحليل الحراري الوزني TGA))

يستخدم جهاز التحليل الحراري الوزني في قياس وزن العينة في درجات حرارة مختلفة ويمكن استخدامه لتعيين الفقد في الوزن مع ارتفاع درجة الحرارة بالإضافة لدراسة الثبات الحراري للمواد، وحركية المواد.

ميكروسكوب الأشعة تحت الحمراء (FT-IR microscopy)

يتميز ميكروسكوب الأشعة تحت الحمراء بالقدرة على تصوير أجزاء كبيرة من العينة بسرعة دقة عاليتين، كما يتميز بوجود إمكانية الأتمتة الذكية والتحليل المتطور. كذلك يتميز الميكروسكوب بوجود نظام تصوير ATR والذي يقوم بجمع صور الأشعة تحت الحمراء عالية الدقة لعينات شديدة الصغر لتصوير واضح للمواد استنادا إلى البيانات الطيفية FT-IR. 

ومن أهم تطبيقات ميكروسكوب الأشعة تحت الحمراء التحاليل الجنائية والمواد الحيوية والأدوية إلى جانب الأبحاث الطبية الحيوية والعلمية الأكاديمية.

 

 

التحليل الحراري بتقنية مطياف الأشعة تحت الحمراء

تتميز تقنية التحليل الحرارى بإستخدام مطياف الأشعة تحت الحمراء بالقدرة على تحليل المواد البوليمرية وتحليل البوليمرات المقاومة للحريق وتعزيز الارتباط بين فقدان الوزن والبنية البوليمرية. ومن ضمن تطبيقاته ايضا تحليل  الفحم والمستحضرات الدوائية وتعريف أفضل للمياه 

المرتبطة والحرة في المستحضرات الصيدلانية بالإضافة إلى التحاليل الكمية والنوعية دون معيار.

القياس التفاضلي للمسح الضوئي DSC))

يستخدم جهاز القياس التفاضلي للمسح الضوئي لقياس تدفق الحرارة مقابل تغير درجة الحرارة في وقت معين والتعرف على المركبات العضوية والمواد البوليمرية. ومن تطبيقاته تعيين درجة التزجج وتعيين السعة الحرارية للمادة بالإضافة إلى تعيين درجة الانصهار ودرجة النقاوة.

جهاز التحليل الحراري الميكانيكي التفاضلي DMA))

يتمتع جهاز التحليل الحراري الميكانيكي التفاضلي بسهولة الوصول إلى العينات وتركيبها وأيضا يتميز بإمكانية تغيير العينات بسرعة (أقل من دقيقتين)، ويمكن ترتيب تجارب الانغماس في أي ترتيب هندسي، وأيضاً تكوين الرأس مثالي ويناسب أي نوع من أنواع الاختبارات وأي تركيب للعينات. كما يمكن استخدام جهاز التحليل الحراري الميكانيكي التفاضلي في قياس التحولات التطورية الناتجة عن الرطوبة، وقياس المواد الحساسة للرطوبة مثل الورق والألياف الطبيعية والمنتجات الغذائية، وقياس التمدد والانكماش والصلابة والذي يتغير مع تغير الرطوبة، وأيضاً قياس مدى تأثير اللدائن و T_g كما تظهر في النايلون والبولي يوريثان.

وحدة المطياف الضوئي تحتوي على:

• مطياف الأشعة فوق البنفسجية/المرئية/تحت الحمراء القريبة.
• المطياف الضوئي المتفلور.

 

• مطياف الأشعة فوق البنفسجية/المرئية/تحت الحمراء القريبة

يقيس مطياف الأشعة فوق البنفسجية/المرئية/تحت الحمراء القريبة شدة الضوء النافذ خلال أو المنعكس من العينة ومقارنته بشدة الضوء الأساسي، حيث يجري اختبارات عالية الأداء من خلال مدى طيفي يصل إلى 3300 نانومتر، ويعمل بدقة تصل إلى 0,05 نانومتر في حالة القياس بالأشعة فوق البنفسجية أو المرئية و0,20 نانومتر في حالة القياس بالأشعة تحت الحمراء القريبة، وحجرات العينات به مزدوجة وكبيرة، وله ملحق انعكاس عام، وأيضاَ به كرات دمج قابلة للخلع والتركيب. ويمكن استخدامه في تحليل الإثار الزجاجية، أوساط الربط و عملية تحلل الجلد و التلابة الأثرية و الفخارو البقايا الأثرية المدفونة و المواد النانومترية و البروتين و ما تتضمنه من أحماض أمينية والأصباغ. وأيضاً يمكن استخدامه في تحاليل المواد و التحاليل الجنائية و التحكم بالجودة و تحسين المنتج و الأدوية و أيضا الأبحاث الطبية الحيوية و المواد الحيوية و الأبحاث العلمية الأكاديمية.

• المطياف الضوئي المتفلور

المطياف الضوئي المتفلور يحدد تركيز العناصر في المحلول مرتكزًا على خصائص التفلور الخاصة بتلك العناصر، لديه مجموعة كبيرة من الملحقات، مزود بمصباح زينون لنبضي يقلل من التدمير الضوئي للعينات، وبه مكان كبير ومناسب للعينات، ومزود ببرنامج FL Win Lab سهل الاستخدام، وبه حواجز شبكية ثلاثية الأبعاد لتقليل الضوء الشارد المستقطب الاوتوماتيكي. ويمكن استخدامه للتعرف على البروتين   و ما يحتويه من أحماض أمينية  والصبغات، وأيضاً يستخدم في التكنولوجيا الحيوية و تطبيقات الطب الشرعي و التطبيقات الدوائية والتطبيقات البيئية و البحوث الأكاديمية.

يختص هذا المعمل بتحليل معظم عناصر الجدول الدورى وخاصًة المعادن الثقيلة والعناصر النادرة وكذلك النظائر، كما تتضمن عملية التحليل تحديد وتقدير العناصر عند مستويات تركيز منخفضة للغاية تصل إلى جزء لكل تريليون جزء من العينة. لتحليل العناصر مجموعة واسعة من التطبيقات في علم الآثار وكذلك في مجالات البحث العلمي الأخرى. ومن التطبيقات في مجال الآثار: معرفة وتحديد مصادر وتكنولوجيا تصنيع الزجاج ودهان الفخار والدهانات على الخزف القديم وكذلك تحديد العناصر النادره فى القطع الأثرية القديمة، كما يمكن تطبيق تحليل العناصر على مجالات أخرى، منها صناعة الأغذية وتحليل مياه الشرب وتطبيقات في مجالي الصيدلة والطب الحيوي. كذلك يمكن استخدام تحليل النظائر لمعرفة نسب النظائر التي تستخدم في التأريخ الجيولوجي للصخور، إضافة إلى تطبيقاته العديدة فى عدة مجالات بحثية علمية أخرى.

الأجهزة:                   

• جهاز مطيافية الامتصاص الذري (AAS).
• جهاز مطياف الكتلة المزود بمنبع أيونى من البلازما المستحثة المقترن بالليزر المستأصل LA-ICP-MS)) .

يمكن استخدام جهاز الميكرون XRF المتنقل كوسيلة من وسائل التحليل العنصري، حيث يعطي البيانات المتعلقة بتكوين العينات الأثرية من المغنسيوم إلى اليورانيوم بسرعة وسهولة وفي نفس الموقع.

تستخدم هذه الوحدة في تحديد أصل أو عمر المقتنيات الفنية الفريدة والقيمة، وأيضا في التحقيق في الأدلة المستخدمة في علوم الطب الشرعي، وكذلك في الاختبار النهائي للمنتجات الصناعية، وفي أبحاث المواد.

يمكن استخدامه لتحليل التربة الأثرية، وفصل المصادر من حجر السج وغيره من الأحجار الصخرية، وتحليل السيراميك وتحديد مصادره، وتحليل الأصباغ والطلاء الزجاجي والورنيش والطلاء، وتحليل القطع المتحفية للمعالجة بمبيدات الآفات المعدنية الثقيلة السامة (As, Pb, Hg) كجزء من ميثاق NAGPRA، وتحليل الزجاج والمعادن والسبائك الأثرية.

كما يمكن استخدامه في علم الآثار، كاستخدامه لأغراض ترميم وحفظ الآثار ومراقبة الجودة بعد كل عملية، وفي علوم الطب الشرعي، وبحث وتطوير المواد.

جهاز قياس حجم الجسيمات لمسحوق أو مادة حبيبية أو جسيمات متناثرة في سائل، هو مجموعة من القيم أو الدوال الرياضية التي تحدد الكمية النسبية -عادةً حسب الكتلة – للجسيمات الموجودة وفقًا للحجم.

تكمن أهمية توزيع حجم الجسيمات للمادة في فهم خصائصها الفيزيائية والكيميائية، ويؤثر على القوة وخصائص تحمل الحمل للصخور والتربة، كما يؤثر على تفاعل المواد الصلبة المشاركة في التفاعلات الكيميائية، كما يجب التحكم فيه جيدًا في العديد من المنتجات الصناعية مثل صناعة أحبار الطابعات ومستحضرات التجميل والمنتجات الصيدلانية.

جهاز الكروماتوجرافي السائل فائق الأداء هو أداة فعالة في فصل خليط متعدد المكونات. ويمكن اعتبارها طريقة جديدة وبديلة لطريقة الكروماتوجرافي السائل التقليدية حيث إن الاختلاف الرئيسي يتمثل في الحجم الجزئي لمادة عمود الفصل (أقل من 2 ميكروميتر) والتي تتطلب ضغطاً مرتفعاً (15000 رطل/ بوصة مربعة) من أجل العمل. وتتيح هذه التكنولوجيا حجم قليل لحقن المواد المستخدمة في التحليل، وإستهلاك قليل لكمية العينة المراد قياسها، ومعدل تدفق أسرع، ووقت سريع للتحليل، وبالتالي زيادة أداء الفصل الكروتوجرافي (القمم الضيقة المميزة لكل مادة من مواد الفصل والوقت القصير في عملية الفصل الكروماتوجرافي). إن جهاز الكروماتوجرافي السائل فائق الأداء مزود بوحدة مطياف الكتلة (وقت الرحلة) وذلك لكفاءة الفصل بشكل أفضل (حساسية الكتلة ودقة الوضوح التحليلي). ويمكن استخدام جهاز الكروماتوجرافي السائل فائق الأداء المزود بمطياف الكتلة (UPLC-ToF) للتحليل التفصيلي للأصباغ والأحبار والزيوت والبروتينات والشموع والصمغ والراتنجات في المواد الآثرية المختلفة.

يعد جهاز الفصل الكروموتوجرافي الغازي من الأجهزة فائقة الأهمية لإجراء تحليل المركبات العضوية المتطايرة، حيث تسمح خاصية التسخين السريع بالفرن لخاصية الكروماتوجرافية بالعمل بشكل أسرع وخاصة عند تسريع إزالة مركبات التصفية الأخيرة، كما أنه مزود بأسرع معدل تبريد متاح باستخدام الهواء الحراري الجبري، والذي يقلل الوقت غير المنتج بين الدورات بشكل كبير.

كذلك يمكن استخدام جهاز الفصل الكروموتوجرافي الغازي في تحليل بقايا الفخار الممتصة وبقايا الفخار المرئية والمجلدات العضوية والأصباغ في اللوحات والأعمال الفنية والراتنجات ومانعات التسرب وأيضاً في تحليل العديد من المواد الأخرى.

إضافة إلى إمكانية استخدام الجهاز في الطب الشرعي والتحاليل البيولوجية والبحوث الدوائية والحرب الكيميائية والبحوث الجيوكيميائية وأيضاً في التطبيقات الصناعية.

يستخدم الكربون المشع لتأريخ المواد الأثرية العضوية مثل: البردي والمخطوطات والخشب والفخار وبعض المواد الأخرى.

كما يمكن أن يستخدم الكربون المشع في تحليل مياه الشرب لبيان مستوى العناصر  Rn، Ra، U، إجمالي ألفا / بيتا، وتحليل الغذاء لبيان مستوى السترونتيوم / الإيتريوم، ودراسات النتائج الإشعاعية Sr-90) ، Cs-137، البلوتونيو (، ودراسة دوران المياه الجوفية والدراسات الأوقيانوغرافية، وفي التأريخ بالكربون المشع للعينات الأثرية والفنية (C-14)، ودراسات الغش في القطع الفنية والنبيذ والمشروبات الكحولية (C-14)، ودراسات نمو النباتات ومبيدات الآفات C-14) ، P-32 ، P33 (، وأيضاً في دراسة مسارات التخليق الحيوي C-14) ، P-32 ، (P-33.

يضم المتحف القومي للحضارة المصرية بنك للعينات الاثرية الحيوية بحيث تكون وحدة مرجعية لمنظومة الآثار وذلك لأهمية وجود مستودع حيوي لحفظ المواد الحيوية من الكائنات المختلفة كأحد الركائز الأساسية في بحوث علوم الحياة وفي حفظ الأصول الجينية للكائنات المختلفة. ويقوم هذا البنك او المستودع الحيوي بعدة أدوار متعلقة ببحوث الحياة. فهو يحفظ عينات أتيح اخذها في وقت ما وربما لا يتوافر ذلك مرة اخري (مثل بعض العينات الاثرية التي اتيح اخذ عينات منها مرة واحدة فقط لأهميتها الاثرية او لعدم اتاحة التعامل المباشر معها مرة اخري بعد اكتشافها) كما انه يقوم بحفظ عينات من كائنات قابلة للاندثار (مثل بعض أنواع النباتات والحيوانات البرية او المندثرة او النادرة او الميكروبات ذات الخصائص المتفردة). ومجال بحوث الحياة القديمة يتطابق مع نظيره الحديث في احتياجه الماس الي وجود مستودع حيوي أثرى لحفظ عينات البقايا الحيوية علي اختلاف طبيعتها (سواء بشرية او حيوانية او نباتية او ميكروبية)، حيث يقوم البنك بحفظ العينات في اطار تصنيف فهرسي متكامل وتوثيق علمي دقيق.

 

أهداف انشاء البنك:

انبثقت فكرة انشاء البنك لحفظ عينات مرجعية من المومياوات والهياكل والبقايا النباتية والحيوانية واتاحتها للدراسة والاستفادة منها فى المجالات العلمية البحثية وذلك بهدف رسم صورة أكثر تكاملا للحضارة المصرية عن طريق دراسة جوانبها المختلفة، بالإضافة الي امكانية الاستفادة من التراث المعرفي القديم لاكتشاف واستنباط مركبات جديدة في مجالات الصناعة والصحة، مما يمثل استثمار اقتصادي جديد للتراث المعرفي المصري القديم.

 

البنية الاساسية للوحدة:

1-معمل لاستقبال العينات والتعامل معها ومعالجتها (تنظيف العينة من الملوثات وتعقيمها) وتصنيفها (حسب الكائن، بشري او حيواني او نباتي والحقبة الزمنية والاسرة وموقع الاكتشاف والطبقة الاجتماعية للشخص، ملوك او نبلاء او عمال …الخ).

2-وحدة لحفظ العينات بها اجهزة عالية التبريد لحفظ العينات الحيوية بطرق التصنيف القياسية لعينات البنوك الحيوية.

3- معمل صغير مجهز لممارسة الاجراءات المعملية من تقسيم العينات المحفوظة وعمل اختبارات ضبط وتأكيد الجودة وخلافه.

4-وحدة قاعدة البيانات للعينات المحفوظة (أرشيف الكتروني).

 

آلية التعامل مع العينات:

سوف يتبع البنك سياسة واضحة فيما يخص اتاحة العينات الأثرية للدراسة حيث يتم اعداد بروتوكولات التعامل والسماح للباحثين بإيداع وتلقي العينات للدراسة وذلك في إطار السياسات والقرارات المنبثقة من المجلس الأعلى للآثار

 

يعد تأسيس معملي الحمض النووي القديم بالمتحف القومي للحضارة المصرية و المتحف المصري بالتحرير خطوة هامة نحو دراسة الأنساب و الأمراض و البيئة فى مصر القديمة. و من الجدير بالذكر أن تكرار التحاليل في كلا المعملين يضمن دقة و جودة النتائج. و تعتبر هذه المعامل هي اول معامل مرجعية فى إفريقيا لدراسة الحمض النووي القديم للإنسان و الحيوان و النبات. و يهدف المعملان لتأسيس طرق متطورة لإستخلاص و تحليل مختلف العينات البيولوجية الأثرية لإرسائها مستقبلاً كتحليل روتيني. و لقد قام فريقيّ البحث فى المعملين بنشر عدد من الأبحاث فى مجلات علمية مرموقة.

فى الآونة الأخيرة تلقى معمل الحمض النووي بالمتحف القومىي للحضارة المصرية منحة تمويلية مقدمة من هيئة تمويل العلوم و التكنولوجيا و الإبتكار (STIFA) لدعم تقنية الجيل التالى لتحديد التسلسل لإنشاء “وحدة الجيل التالي لتحديد التسلسل لتحليل الميتاجينوم الخاص بالبقايا البيولوجية المصرية القديمة و الأثار”. و يشارك حالياً المعملان فى تخطيط و تنفيذ مشروع دراسة المومياوات الملكية  و التى سوف تكون من ضمن مجموعة المتحف القومى للحضارة المصرية بنهاية عام 2020 إلى جانب التعاون مع البعثة السويسرية لدراسة البقايا البيولوجية لمقبرتين للمصريين القدماء.