Пипетка для вытеснения воздуха

с поршневым приводом Пипетки с вытеснением воздухом представляют собой разновидность микропипеток , которые представляют собой инструменты для работы с объемами жидкости в микролитрах. Они чаще используются в биологии и биохимии и реже в химии; оборудование подвержено повреждению многими органическими растворителями.

Операция

Эти пипетки работают за счет поршня с помощью вытеснения воздуха . Вакуум создается за счет вертикального перемещения металлического или керамического поршня внутри герметичного рукава. Движение поршня вверх, вызванное нажатием плунжера, создает вакуум в пространстве, оставленном поршнем. Для заполнения вакуума из наконечника поднимается воздух, который затем заменяется жидкостью, которая всасывается в наконечник и, таким образом, становится доступной для транспортировки и дозирования в другом месте.

Стерильная техника предотвращает контакт жидкости с самой пипеткой. Вместо этого жидкость втягивается и дозируется из одноразового наконечника пипетки, который выбрасывается после переноса жидкости, а для следующего переноса используется новый наконечник пипетки. Нажатие кнопки выброса наконечника удаляет наконечник, который отбрасывается без вмешательства оператора и безопасно утилизируется в соответствующем контейнере. Это также предотвращает загрязнение или повреждение калиброванного измерительного механизма измеряемыми веществами.

Поршень нажимается как для всасывания, так и для дозирования жидкости. Обычная работа заключается в нажатии кнопки поршня до первого упора, когда пипетка удерживается в воздухе. Затем наконечник погружается в транспортируемую жидкость, и поршень медленно и равномерно высвобождается. Это втягивает жидкость в наконечник. Затем инструмент перемещается в желаемое место дозирования. Плунжер снова опускается до первого упора, а затем до второго упора, или положения «выброса». Это действие приведет к полному вакуумированию наконечника и выдаче жидкости. В регулируемой пипетке объем жидкости, содержащейся в наконечнике, варьируется; его можно изменить с помощью циферблата или другого механизма, в зависимости от модели. Некоторые пипетки 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 пластик наконечников или даже самих пипеток.

Основные части микропипетки

Кнопка поршня
Кнопка сброса наконечника
Регулятор громкости
Цифровой индикатор громкости
Вал
Точка крепления одноразового наконечника

^{[ 1 ]}

Модели

Существует несколько различных типов пипеток с вытеснением воздухом:

регулируемый или фиксированный
объем обработанный
Одноканальный или многоканальный или репитер
регулируемое расстояние между наконечниками
конические наконечники или цилиндрические наконечники
стандартный или с замком
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 в небольших масштабах, чем такое оборудование, как градуированные пипетки объемом 5, 10, 25 и 50 мл.

Пипетки наиболее распространенного типа могут быть установлены на определенный объем в пределах рабочего диапазона и называются регулируемыми. На этих пипетках обычно есть этикетка с указанием диапазона объема, например «10–100 мкл». Эти пределы действительно являются пределами, поскольку превышение этих пределов может привести к повреждению системы пипетирования. Пипетку фиксированного объема нельзя заменить. Поскольку в нем меньше движущихся частей, механизм становится менее сложным, что обеспечивает более точное измерение объема.

В 1972 году несколько человек из Университета Висконсин-Мэдисон (в основном Уоррен Гилсон и Генри Ларди ) усовершенствовали пипетку фиксированного объема, разработав пипетку с переменным объемом. ^{[ 4 ]} Уоррен Гилсон основал компанию Gilson Inc. на основе этого изобретения.

Объем

Для оптимального использования каждый поставщик дозаторов предлагает широкий спектр различных мощностей. Небольшой диапазон объема пипетки, например 10–100 мкл, обеспечивает гораздо более высокую точность, чем широкий диапазон 0,1–1000 мкл на пипетку.

Что касается перекачиваемого объема, следует выбирать наименьшую пипетку, способную вместить необходимый объем. Это важно, поскольку точность снижается, когда установленный объем близок к минимальной емкости пипетки. Например, если дозировать 50 мкл пипеткой на 5000 мкл, результаты будут довольно плохими. Использование пипетки объемом 300 мкл даст лучшие результаты, тогда как использование пипетки объемом 50 мкл было бы идеальным. ^{[ 5 ]}

Советы

Для процесса пипетирования необходимы два компонента: пипетка и одноразовые наконечники. Насадки представляют собой пластиковые одноразовые инструменты. Как правило, они изготовлены из полипропилена . В зависимости от размера пипетки пользователю необходимы наконечники определенного размера, например: 10 мкл, 100 мкл, 200 мкл, 1000 мкл, а также другие нестандартные размеры, например 5000 мкл (5 мл) или 10 000 мкл (10 мл). Большинство наконечников имеют цветовой код для облегчения обнаружения: натуральный (бесцветный) для небольших объемов (0,1–10 мкл), желтый (10–100 мкл) или синий (100–1000 мкл). Соответствующая пипетка имеет тот же цветовой код , напечатанный на пипетке.

Для особых случаев имеются наконечники с фильтром. Эти наконечники имеют небольшой кусочек пенопласта в верхнем конусе, чтобы предотвратить аэрозолями загрязнение пипетки пробы.

В целом все наконечники хранятся в коробках 8×12 по 96 штук в вертикальном положении. Расстояние между наконечниками в этих коробках обычно стандартизировано для совместимости с многоканальными дозаторами различных поставщиков.

Обычно доступные объемы пипеток
Имя	Мин. объем (мкл)	Макс. объем (мкл)		размер наконечника (мкл)
П2	0.2	2	Апельсин	10
Р10	1	10	Красный	10
P20	2	20	Лимон	200
Р100	20	100	Лосось	200
Р200	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: конические или цилиндрические , в зависимости от формы точки контакта пипетки и наконечника. ^{[ 6 ]}

Одноканальные и многоканальные пипетки.

В зависимости от количества поршней в пипетке различают одноканальные и многоканальные пипетки. Для ручных задач с высокой производительностью, таких как заполнение 96-луночного микропланшета, большинство исследователей предпочитают многоканальные пипетки. Вместо того, чтобы обрабатывать лунки за лунками, можно обрабатывать ряд из 8 лунок параллельно, поскольку в этом типе пипетки имеется 8 параллельных поршней.

Пипетки с регулируемым расстоянием между наконечниками

Некоторые производители предлагают пипетки с регулируемым расстоянием между наконечниками. Это позволяет параллельно переносить несколько образцов между различными форматами лабораторного оборудования.

Электронные пипетки

Для улучшения эргономики пипеток за счет снижения необходимого усилия были разработаны электронные пипетки. Ручное движение поршня заменено небольшим электродвигателем, работающим от аккумулятора . Если для ручных дозаторов требуется движение большого пальца (до 3 см), то в электронных дозаторах имеется основная кнопка. Программирование пипетки обычно осуществляется с помощью колеса управления и дополнительных кнопок. Все настройки отображаются на небольшом дисплее. Электронные пипетки могут снизить риск травм типа RSI . ^{[ 7 ]}^{[ 8 ]}

Ретрансляторы

Повторители — это специализированные пипетки, оптимизированные для повторяющихся рабочих операций, таких как многократное дозирование определенного объема, например 20 мкл, за одну аспирацию большего объема. Как правило, у них есть специальные наконечники, которые не подходят к обычным пипеткам. Некоторые электронные дозаторы способны выполнять эту функцию, используя стандартные наконечники.

Запорный механизм

Некоторые пипетки с вытеснением воздухом могут дополнительно иметь механизм блокировки (называемый «пипетками с блокировкой»), позволяющий лучше изменять объем при сохранении точности. Блокируя заданный объем при выполнении нескольких одинаковых действий по пипетированию, можно избежать случайных изменений настройки объема пипетки. Механизм блокировки обычно представляет собой механический переключатель, расположенный рядом с органами управления настройкой пипетки, который мешает работе механизма настройки и предотвращает перемещение. Однако некоторые пипетки оснащены дисками для установки отдельных цифр объема, которые можно регулировать только в разблокированном состоянии путем нажатия и поворота поршня. ^{[ 9 ]}

Регуляторы объема на ручной пипетке EVOLVE от INTEGRA Biosciences

Калибровка

Для обеспечения устойчивой точности, стабильной и повторяемости работы пипетки следует калибровать через определенные промежутки времени. Эти интервалы варьируются в зависимости от нескольких факторов:

Квалификация и подготовка операторов. Квалифицированные операторы, как правило, управляют инструментом более правильно и допускают меньше ошибок, снижающих точность.
Жидкость, дозируемая пипеткой. Коррозионные и летучие жидкости имеют тенденцию выделять пары, которые поднимаются в стержень пипетки даже при надлежащих условиях эксплуатации и могут вызвать коррозию металлического поршня и пружин, а также уплотнений и уплотнительных колец, обеспечивающих герметичное уплотнение между поршнем и окружающей втулкой.
Правильное и бережное обращение. Пипетки, которые часто роняют, подвергаются небрежному обращению или манипуляциям или которые неправильно хранятся в вертикальном положении, со временем имеют тенденцию к снижению точности.
Точность, требуемая прибором. Приложения, требующие максимальной точности, также требуют более частой калибровки. Приборы, используемые исключительно в исследовательских целях или в образовательных целях, обычно требуют менее частой калибровки.

В обычных условиях большинство пипеток можно калибровать раз в полгода (каждые шесть месяцев) и они обеспечивают удовлетворительную производительность. Учреждения, деятельность которых регулируется правилами GMP/GLP Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов, обычно получают выгоду от калибровки ежеквартально или каждые три месяца. Критически важным приложениям может потребоваться ежемесячное обслуживание, тогда как исследовательским и образовательным учреждениям может потребоваться только ежегодное обслуживание. Это общие рекомендации, и любое решение о соответствующем интервале калибровки должно приниматься тщательно и учитывать особенности рассматриваемой пипетки (некоторые из них более надежны, чем другие), условий, в которых используется пипетка, и операторов, которые ее используют.

Калибровка обычно осуществляется посредством гравиметрического анализа. Это влечет за собой подачу проб дистиллированной воды в приемный сосуд, расположенный на прецизионных аналитических весах. Плотность воды является хорошо известной константой, поэтому масса выданной пробы обеспечивает точное указание выданного объема. Относительная влажность, температура окружающей среды и барометрическое давление являются факторами, влияющими на точность измерения, и обычно объединяются в сложную формулу и рассчитываются как Z-фактор. Этот Z-фактор затем используется для изменения исходных данных о массе, выдаваемых весами, и обеспечения скорректированных и более точных измерений.

Колориметрический метод использует точные концентрации окрашенной воды, чтобы повлиять на измерение и определить выдаваемый объем. Спектрофотометр используется для измерения разницы цвета до и после аспирации образца, обеспечивая очень точные показания. Этот метод дороже, чем более распространенный гравиметрический метод, учитывая стоимость цветных реагентов, и рекомендуется, когда требуется оптимальная точность. Он также рекомендуется для калибровки пипеток крайне малого объема, в диапазоне 2 микролитров, поскольку погрешности, присущие гравиметрическому методу, выполняемому со стандартными лабораторными весами, становятся чрезмерными. Правильно откалиброванные микровесы, способные считывать показания в диапазоне микрограмм (10 ⁻⁶ ж) также может эффективно использоваться для гравиметрического анализа микропипеток малого объема, но только при условии строгого контроля условий окружающей среды. Шестипозиционные весы и контроль окружающей среды резко увеличивают стоимость таких калибровок.

Дополнительные изображения

Одноканальные пипетки Oxford
Различные объемы микропипеток.

Ссылки

^ «Использование микропипеток» (PDF) . buffalostate.edu . Архивировано (PDF) из оригинала 4 августа 2016 года . Проверено 19 июня 2016 г.
^ «Объемное измерение в лаборатории» (PDF) . бренд.де . Архивировано (PDF) из оригинала 11 октября 2016 года . Проверено 6 июля 2016 г.
^ Генри, Келли. «Как использовать микропипетку» (PDF) . mcdb.ucla.edu . Архивировано (PDF) из оригинала 20 августа 2016 года . Проверено 19 июня 2016 г.
^ Зиннен, Том (июнь 2004 г.). «История микропипетки» . Попечительский совет системы Университета Висконсина. Архивировано из оригинала 26 декабря 2009 года . Проверено 14 декабря 2009 г.
^ «Используете ли вы микропипетку правильного типа? [Инструкции]» . ИНТЕГРА Бионауки . 18 января 2018 года. Архивировано из оригинала 10 августа 2022 года . Проверено 20 августа 2020 г.
^ «Эргономические преимущества пипеток LTS» (PDF) . 28 января 2002 г. Архивировано из оригинала (PDF) 30 ноября 2010 г. . Проверено 15 сентября 2009 г.
^ «Опасность: вы можете потерять работу» . bitizebio.com . 23 ноября 2011 года . Проверено 29 ноября 2023 г.
^ «Эргономика: Пипетирование» . Экологическая безопасность и гигиена окружающей среды Питтсбургского университета . Проверено 29 ноября 2023 г.
^ «Хорошо сбалансированные ручные пипетки EVOLVE» . ИНТЕГРА Бионауки . 4 октября 2016 года. Архивировано из оригинала 4 июля 2017 года . Проверено 28 июля 2021 г.

[:0-1] «Использование микропипеток» (PDF) . buffalostate.edu . Архивировано (PDF) из оригинала 4 августа 2016 года . Проверено 19 июня 2016 г.

[2] «Объемное измерение в лаборатории» (PDF) . бренд.де . Архивировано (PDF) из оригинала 11 октября 2016 года . Проверено 6 июля 2016 г.

[:1-3] Генри, Келли. «Как использовать микропипетку» (PDF) . mcdb.ucla.edu . Архивировано (PDF) из оригинала 20 августа 2016 года . Проверено 19 июня 2016 г.

[Pipettes-4] Зиннен, Том (июнь 2004 г.). «История микропипетки» . Попечительский совет системы Университета Висконсина. Архивировано из оригинала 26 декабря 2009 года . Проверено 14 декабря 2009 г.

[5] «Используете ли вы микропипетку правильного типа? [Инструкции]» . ИНТЕГРА Бионауки . 18 января 2018 года. Архивировано из оригинала 10 августа 2022 года . Проверено 20 августа 2020 г.

[6] «Эргономические преимущества пипеток LTS» (PDF) . 28 января 2002 г. Архивировано из оригинала (PDF) 30 ноября 2010 г. . Проверено 15 сентября 2009 г.

[7] «Опасность: вы можете потерять работу» . bitizebio.com . 23 ноября 2011 года . Проверено 29 ноября 2023 г.

[8] «Эргономика: Пипетирование» . Экологическая безопасность и гигиена окружающей среды Питтсбургского университета . Проверено 29 ноября 2023 г.

[9] «Хорошо сбалансированные ручные пипетки EVOLVE» . ИНТЕГРА Бионауки . 4 октября 2016 года. Архивировано из оригинала 4 июля 2017 года . Проверено 28 июля 2021 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]