Пипетки с поршневым перемещением воздуха представляют собой тип микропипеток , которые представляют собой инструменты для обработки объемов жидкости в микролитровом масштабе. Они чаще используются в биологии и биохимии и реже в химии; оборудование подвержено повреждению из-за воздействия многих органических растворителей.
Операция
Эти пипетки работают за счет вытеснения воздуха поршнем . Вакуум создается вертикальным перемещением металлического или керамического поршня внутри герметичной втулки. По мере того, как поршень движется вверх под действием давления плунжера, в пространстве, оставленном поршнем, создается вакуум. Воздух из наконечника поднимается вверх, заполняя оставшееся свободное пространство, а затем воздух в наконечнике заменяется жидкостью, которая втягивается в наконечник и, таким образом, становится доступной для транспортировки и распределения в другом месте.
Стерильная техника предотвращает попадание жидкости на саму пипетку. Вместо этого жидкость втягивается и распределяется из одноразового наконечника пипетки, который меняют между переносами. Нажатие кнопки выталкивателя наконечника удаляет наконечник, который сбрасывается без вмешательства оператора и безопасно утилизируется в соответствующий контейнер. Это также предотвращает загрязнение или повреждение откалиброванного измерительного механизма измеряемыми веществами.
Плунжер нажимается для всасывания и выдачи жидкости. Нормальная работа заключается в нажатии кнопки плунжера до первой остановки, пока пипетка находится в воздухе. Затем наконечник погружается в жидкость, которую необходимо транспортировать, и плунжер отпускается медленно и равномерно. Это втянет жидкость в наконечник. Затем инструмент перемещается в желаемое место выдачи. Плунжер снова нажимается до первого упора, а затем до второго упора или положения «выброса». Это действие полностью опорожнит наконечник и выдаст жидкость. В регулируемой пипетке объем жидкости, содержащейся в наконечнике, может изменяться; его можно изменить с помощью циферблата или другого механизма, в зависимости от модели. Некоторые дозаторы имеют небольшое окно, в котором отображается текущий выбранный объем. Пластиковые наконечники для пипеток предназначены для водных растворов и не рекомендуются для использования с органическими растворителями, которые могут растворять пластмассу наконечников или даже пипеток.
- Основные части микропипетки [1]
- Кнопка плунжера
- Кнопка выталкивателя наконечника
- Диск регулировки громкости
- Цифровой индикатор громкости
- Вал
- Место крепления одноразового наконечника
Модели
Существует несколько различных типов пипеток для вытеснения воздуха:
- регулируемый или фиксированный
- обработанный объем
- Одноканальный или многоканальный или повторитель
- регулируемое расстояние между наконечниками
- конические наконечники или цилиндрические наконечники
- стандартный или запорный
- ручной или электронный
- производитель
Регулируемая или фиксированная громкость
Микропипетки могут вмещать минимальный объем 0,2 мкл и максимальный объем 10 000 мкл (10 мл). [2] [3] Таким образом, они используются для переноса меньшего объема, чем такое оборудование, как градуированные пипетки , которые бывают объемом 5, 10, 25 и 50 мл.
Самый распространенный тип пипеток может быть настроен на определенный объем в пределах своего рабочего диапазона и называется регулируемым. Эти пипетки обычно имеют этикетку с диапазоном объема, например, «10–100 мкл». Эти ограничения действительно являются ограничениями, поскольку их превышение может привести к повреждению системы дозирования. Пипетку фиксированного объема изменить нельзя. Поскольку движущихся частей меньше, механизм становится менее сложным, что дает более точное измерение объема.
В 1972 году несколько человек из Университета Висконсин-Мэдисон (в основном Уоррен Гилсон и Генри Ларди ) усовершенствовали пипетку с фиксированным объемом, разработав пипетку с переменным объемом. [4] На основе этого изобретения Уоррен Гилсон основал компанию Gilson Inc.
Объем
Для оптимального использования каждый поставщик дозаторов предлагает широкий спектр различных емкостей. Небольшой диапазон объема пипетки, например 10–100 мкл, дает гораздо более высокую точность, чем широкий диапазон от 0,1 до 1000 мкл на пипетку.
Что касается переносимого объема, следует выбирать пипетку наименьшего размера, которая может обрабатывать требуемый объем. Это важно, потому что точность снижается, когда установленный объем близок к минимальной вместимости дозатора. Например, если дозировать 50 мкл с помощью пипетки на 5000 мкл, результаты будут довольно плохими. Использование пипетки на 300 мкл даст лучшие результаты, тогда как использование пипетки на 50 мкл было бы идеальным. [5]
Советы
Для процесса дозирования необходимы два компонента: пипетка и одноразовые наконечники. Наконечники - одноразовые пластиковые инструменты. В основном они сделаны из полипропилена . В зависимости от размера пипетки пользователю необходимы наконечники определенного размера, например: 10 мкл, 100 мкл, 200 мкл, 1000 мкл, другие нестандартные размеры, например 5000 мкл (5 мл) или 10 000 мкл (10 мл). Большинство наконечников имеют цветовую маркировку для облегчения определения, например, естественный (бесцветный) для малых объемов (0,1–10 мкл), желтый (10–100 мкл) или синий (100–1000 мкл). Соответствующая пипетка имеет тот же цветовой код , напечатанный на ней.
Для специальных применений доступны наконечники с фильтрами. У этих наконечников есть небольшой кусок пенопласта в верхнем конусе, чтобы предотвратить загрязнение пипетки аэрозолями пробы .
Как правило, все наконечники хранятся в коробках 8х12 по 96 штук в вертикальном положении. Расстояние между наконечниками в этих коробках обычно стандартизировано для совместимости с многоканальными дозаторами от ряда различных поставщиков.
Имя | Мин. объем (мкл) | Максимум. объем (мкл) | Раскрась по Гилсону [ требуется пояснение ] | размер наконечника (мкл) | |
---|---|---|---|---|---|
P2 | 0,2 | 2 | апельсин | 10 | |
P10 | 1 | 10 | красный | 10 | |
P20 | 2 | 20 | Лимон | 200 | |
P100 | 20 | 100 | Лосось | 200 | |
P200 | 50 | 200 | Желтый | 200 | |
P1000 | 200 | 1000 | Синий | 1000 | |
P5000 | 500/1000 | 5000 | Фиолетовый | 5000 | |
P10000 | 1000 | 10000 | Небо | 10000 |
Существуют две основные системы наконечников, называемые коническими или цилиндрическими , в зависимости от формы точки контакта пипеток и наконечника. [6]
Одноканальные и многоканальные дозаторы
В зависимости от количества поршней в дозаторе различают одноканальные и многоканальные дозаторы. Для ручных высокопроизводительных приложений, таких как заполнение 96- луночного микротитрационного планшета, большинство исследователей предпочитают многоканальные пипетки. Вместо того, чтобы работать с каждой скважиной, ряд из 8 лунок можно обрабатывать параллельно, поскольку этот тип пипетки имеет 8 параллельно расположенных поршней.
Пипетки с регулируемым расстоянием между наконечниками
Некоторые производители предлагают пипетки с регулируемым расстоянием между наконечниками. Это позволяет передавать несколько образцов параллельно между различными форматами лабораторного оборудования.
Электронные пипетки
Для улучшения эргономики пипеток за счет уменьшения необходимого усилия были разработаны электронные пипетки. Ручное движение поршня заменено небольшим электродвигателем, работающим от батареи . В то время как ручные дозаторы требуют движения большого пальца (до 3 см), электронные дозаторы имеют основную кнопку. Программирование дозатора обычно выполняется колесиком управления и некоторыми дополнительными кнопками. Все настройки отображаются на небольшом дисплее. Электронные дозаторы могут снизить риск травм типа RSI . [ необходима цитата ]
Повторители
Повторители - это специализированные пипетки, оптимизированные для повторяющихся рабочих этапов, таких как многократное дозирование определенного объема, например 20 мкл, за один раз забором большего объема. Как правило, у них есть специальные наконечники, которые не подходят для обычных дозаторов. Некоторые электронные дозаторы могут выполнять эту функцию с помощью стандартных наконечников.
Механизм блокировки
Некоторые пипетки с воздушным вытеснением могут дополнительно иметь запорный механизм (называемый «запирающими пипетками»), позволяющий лучше изменять объем при сохранении точности. Блокируя установленный объем при выполнении нескольких идентичных действий по дозированию, можно избежать случайных изменений настройки объема дозатора.
Механизм блокировки, как правило, представляет собой механический тумблер, расположенный рядом с элементами управления настройкой дозатора, который вмешивается в механизм настройки и предотвращает перемещение.
Калибровка
Для обеспечения постоянной точности и стабильной и повторяемой работы дозаторы следует периодически калибровать . Эти интервалы варьируются в зависимости от нескольких факторов:
- Мастерство и подготовка операторов. Квалифицированные операторы, как правило, работают с инструментом более правильно и делают меньше ошибок, снижающих точность.
- Жидкость дозируется пипеткой. Коррозионные и летучие жидкости имеют тенденцию выделять пары, которые поднимаются в вал пипетки даже при надлежащих условиях эксплуатации и могут разъедать металлический поршень и пружины или уплотнения и уплотнительные кольца, которые обеспечивают герметичное уплотнение между поршнем и окружающей гильзой.
- Правильное и бережное обращение. Пипетки, которые часто роняются, подвергаются неаккуратному обращению или возням, или неправильно хранятся в вертикальном положении, со временем будут иметь тенденцию к снижению точности.
- Точность, требуемая прибором. Приложения, требующие максимальной точности, также требуют более частой калибровки. Инструменты, используемые для чисто исследовательских целей или в образовательных учреждениях, обычно требуют менее частой калибровки.
В обычных условиях большинство дозаторов можно калибровать раз в полгода (каждые шесть месяцев) и обеспечивать удовлетворительную работу. Учреждения, которые регулируются правилами GMP / GLP Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов, обычно получают выгоду от ежеквартальной калибровки или каждые три месяца. Для критически важных приложений может потребоваться ежемесячное обслуживание, в то время как исследовательским и образовательным учреждениям может потребоваться только ежегодное обслуживание. Это общие рекомендации, и любое решение о подходящем интервале калибровки должно приниматься осторожно и включать соображения относительно рассматриваемой пипетки (некоторые из них более надежны, чем другие), условий, в которых используется пипетка, и операторов, которые ее используют.
Калибровка обычно выполняется с помощью гравиметрического анализа. Это влечет за собой дозирование проб дистиллированной воды в приемную емкость, установленную на точных аналитических весах. Плотность воды - это хорошо известная константа, и, таким образом, масса выдаваемой пробы дает точное представление о распределенном объеме. Относительная влажность, температура окружающей среды и барометрическое давление являются факторами точности измерения и обычно объединяются в сложную формулу и вычисляются как Z-фактор. Затем этот Z-фактор используется для изменения исходных данных о массе весов и обеспечения более точного измерения.
Колориметрический метод использует точные концентрации окрашенной воды, чтобы повлиять на измерения и определить распределенный объем. Спектрофотометр используется для измерения разницы в цвете до и после аспирации образца, обеспечивая очень точное чтение. Этот метод более дорогой, чем более распространенный гравиметрический метод, учитывая стоимость окрашенных реагентов, и рекомендуется, когда требуется оптимальная точность. Его также рекомендуется использовать для калибровки пипеток с очень малым объемом в диапазоне 2 микролитра, поскольку погрешности, присущие гравиметрическому методу, выполняемому на стандартных лабораторных весах, становятся чрезмерными. Правильно откалиброванные микровесы, способные считывать значения в диапазоне микрограммов (10 -6 г), также могут эффективно использоваться для гравиметрического анализа микропипеток малого объема, но только если условия окружающей среды находятся под строгим контролем. Шестигранные весы и средства контроля окружающей среды резко увеличивают стоимость таких калибровок.
Дополнительные изображения
Рекомендации
- ^ «Использование микропипеток» (PDF) . buffalostate.edu . Проверено 19 июня +2016 .
- ^ «Объемные измерения в лаборатории» (PDF) . brand.de . Проверено 6 июля +2016 .
- ^ Генри, Келли. «Как пользоваться микропипеткой» (PDF) . mcdb.ucla.edu . Проверено 19 июня +2016 .
- ^ Зиннен, Том (июнь 2004 г.). "История микропипетки" . Попечительский совет системы Висконсинского университета. Архивировано 26 декабря 2009 года . Проверено 14 декабря 2009 года .
- ^ «Используете ли вы правильный тип микропипетки? [Как сделать]» . INTEGRA Biosciences . Проверено 20 августа 2020 .
- ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 30 ноября 2010 года . Проверено 15 сентября 2009 года .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )