Pipeta wyporowa
Pipety wyporowe z napędem tłokowym są rodzajem mikropipet , które są narzędziami do obsługi objętości cieczy w skali mikrolitrów. Częściej stosuje się je w biologii i biochemii, rzadziej w chemii; sprzęt jest podatny na uszkodzenia spowodowane przez wiele rozpuszczalników organicznych.
Operacja
Te pipety działają na zasadzie przemieszczania powietrza napędzanego przez tłok . Próżnia jest generowana przez pionowy ruch metalowego lub ceramicznego tłoka w hermetycznej tulei. Ruch tłoka w górę, napędzany wciśnięciem tłoka, wytwarza podciśnienie w przestrzeni pozostawionej przez tłok. Aby wypełnić próżnię, powietrze z końcówki unosi się, które jest następnie zastępowane przez ciecz, która jest wciągana do końcówki, dzięki czemu jest dostępna do transportu i dozowania w innym miejscu.
Sterylna technika zapobiega kontaktowi cieczy z samą pipetą. Zamiast tego ciecz jest wciągana i dozowana z jednorazowej końcówki pipety, która jest wyrzucana po przeniesieniu płynu, a nowa końcówka pipety jest używana do następnego przeniesienia. Naciśnięcie przycisku wyrzutnika końcówki usuwa końcówkę, która jest odrzucana bez obsługi przez operatora i bezpiecznie wyrzucana do odpowiedniego pojemnika. Zapobiega to również zanieczyszczeniu lub uszkodzeniu skalibrowanego mechanizmu pomiarowego przez mierzone substancje.
Tłok jest wciskany zarówno w celu pobrania, jak i dozowania płynu. Normalna operacja polega na wciśnięciu przycisku tłoka do pierwszego oporu, gdy pipeta jest trzymana w powietrzu. Końcówka jest następnie zanurzana w cieczy, która ma być transportowana, a tłok jest zwalniany w powolny i równomierny sposób. Spowoduje to wciągnięcie cieczy do końcówki. Instrument jest następnie przemieszczany do żądanego miejsca dozowania. Tłok jest ponownie wciskany do pierwszego ogranicznika, a następnie do drugiego ogranicznika lub pozycji „wydmuchu”. Ta czynność spowoduje całkowite opróżnienie końcówki i dozowanie płynu. W regulowanej pipecie objętość cieczy zawartej w końcówce jest zmienna; można go zmienić za pomocą pokrętła lub innego mechanizmu, w zależności od modelu. Niektóre pipety zawierają małe okienko, które wyświetla aktualnie wybraną objętość. Plastikowe końcówki do pipet są przeznaczone do roztworów wodnych i nie są zalecane do stosowania z rozpuszczalnikami organicznymi, które mogą rozpuszczać plastik końcówek, a nawet pipety.
Główne części mikropipety
- Przycisk tłoka
- Przycisk wyrzutnika końcówki
- Pokrętło regulacji głośności
- Cyfrowy wskaźnik głośności
- Wał
- Punkt mocowania jednorazowej końcówki
modele
Istnieje kilka różnych typów pipet wyporowych:
- regulowane lub stałe
- obsługiwana objętość
- Jednokanałowy lub wielokanałowy lub repeater
- regulowany rozstaw końcówek
- końcówki stożkowe lub końcówki cylindryczne
- standardowe lub zamykane
- ręczny lub elektroniczny
- producent
Regulowana lub stała głośność
Mikropipety mogą pobierać minimalną objętość 0,2 µl i maksymalną 10 000 µl (10 ml). W związku z tym są one używane do przenoszenia na mniejszą skalę niż urządzenia takie jak pipety z podziałką , które są dostępne w objętościach 5, 10, 25 i 50 ml.
Najpopularniejszy typ pipet można ustawić na określoną objętość w zakresie roboczym i są one nazywane regulowanymi. Te pipety zwykle mają etykietę z zakresem objętości, na przykład „10–100 µl”. Ograniczenia te są rzeczywiście ograniczeniami, ponieważ ich przekroczenie mogłoby spowodować uszkodzenie systemu pipetowania. Pipety o stałej objętości nie można zmienić. Ponieważ jest mniej ruchomych części, mechanizm jest mniej skomplikowany, co skutkuje dokładniejszym pomiarem objętości.
W 1972 roku kilka osób z University of Wisconsin-Madison (głównie Warren Gilson i Henry Lardy ) udoskonaliło pipetę o stałej objętości, opracowując pipetę o zmiennej objętości. Warren Gilson założył Gilson Inc. w oparciu o ten wynalazek.
Tom
W celu optymalnego wykorzystania każdy dostawca pipet oferuje szeroką gamę różnych pojemności. Mały zakres objętości pipety, np. 10–100 µL, zapewnia znacznie wyższą dokładność niż szeroki zakres 0,1–1000 µL na pipetę.
Ze względu na przenoszoną objętość należy wybrać najmniejszą pipetę, która może obsłużyć wymaganą objętość. Jest to ważne, ponieważ dokładność spada, gdy ustawiona objętość zbliża się do minimalnej pojemności pipety. Na przykład, jeśli 50 µl zostanie dozowane za pomocą pipety o pojemności 5000 µl, wyniki będą raczej słabe. Użycie pipety 300 µl da lepsze wyniki, podczas gdy pipeta 50 µl będzie idealna.
Porady
Do procesu pipetowania potrzebne są dwa elementy: Pipeta i jednorazowe końcówki. Końcówki to plastikowe narzędzia jednorazowego użytku. Na ogół są one wykonane z polipropylenu . W zależności od wielkości pipety użytkownik potrzebuje określonych rozmiarów końcówek jak: 10 µL, 100 µL, 200 µL, 1000 µL, innych niestandardowych rozmiarów jak 5000 µL (5 mL) czy 10 000 µL (10 mL). Większość końcówek ma kod kolorystyczny ułatwiający namierzanie, na przykład naturalny (bezbarwny) dla małych objętości (0,1–10 µL), żółty (10–100 µL) lub niebieski (100–1000 µL). Odpowiednia pipeta ma ten sam kod kolorystyczny , wydrukowany na pipecie.
Do specjalnych zastosowań dostępne są końcówki z filtrem. Końcówki te mają mały kawałek piankowego tworzywa sztucznego w górnym stożku, aby zapobiec zanieczyszczeniu pipety aerozolami z próbki.
Ogólnie rzecz biorąc, wszystkie końcówki są przechowywane w pudełkach 8 × 12 po 96 sztuk w pozycji pionowej. Rozstaw końcówek w tych pudełkach jest zwykle znormalizowany pod kątem kompatybilności pipet wielokanałowych pochodzących od wielu różnych dostawców.
| Nazwa | min. objętość (µL) | Maks. objętość (µL) | Kolor na Gilsonie [ wymagane wyjaśnienie ] | rozmiar końcówki (µl) | |
|---|---|---|---|---|---|
| P2 | 0,2 | 2 | Pomarańczowy | 10 | |
| P10 | 1 | 10 | Czerwony | 10 | |
| P20 | 2 | 20 | Cytrynowy | 200 | |
| P100 | 20 | 100 | Łosoś | 200 | |
| P200 | 50 | 200 | Żółty | 200 | |
| P1000 | 200 | 1000 | Niebieski | 1000 | |
| P5000 | 500/1000 | 5000 | Fioletowy | 5000 | |
| P10000 | 1000 | 10000 | Niebo | 10000 | |
Istnieją dwa główne systemy końcówek, zwane stożkowymi lub cylindrycznymi , w zależności od kształtu punktu styku pipety i końcówki.
Pipety jednokanałowe i wielokanałowe
W zależności od liczby tłoków w pipecie rozróżnia się pipety jednokanałowe i wielokanałowe. W przypadku ręcznych zastosowań o dużej przepustowości, takich jak napełnianie 96-dołkowej płytki do mikromiareczkowania , większość badaczy preferuje pipety wielokanałowe. Zamiast przenosić dołki po dołkach, rząd 8 dołków można obsługiwać równolegle, ponieważ ten typ pipety ma 8 równoległych tłoków.
Pipety z regulowanym rozstawem końcówek
Niektórzy producenci oferują pipety z regulowanym rozstawem końcówek. Umożliwiają one równoległe przesyłanie wielu próbek między różnymi formatami sprzętu laboratoryjnego.
Pipety elektroniczne
Aby poprawić ergonomię pipet poprzez zmniejszenie niezbędnej siły, opracowano pipety elektroniczne. Ręczny ruch tłoka zastępuje mały silnik elektryczny zasilany baterią . Podczas gdy pipety ręczne wymagają ruchu kciukiem (do 3 cm), pipety elektroniczne posiadają główny przycisk. Programowanie pipety odbywa się zazwyczaj za pomocą pokrętła sterującego i kilku dodatkowych przycisków. Wszystkie ustawienia są wyświetlane na małym wyświetlaczu. Pipety elektroniczne mogą zmniejszyć ryzyko RSI . [ potrzebne źródło ]
Przekaźniki
Pipety powtarzalne to wyspecjalizowane pipety, zoptymalizowane do powtarzalnych etapów pracy, takich jak dozowanie kilkukrotnej określonej objętości, np. 20 µl, z pojedynczej aspiracji większej objętości. Na ogół mają specyficzne końcówki, które nie pasują do normalnych pipet. Niektóre pipety elektroniczne mogą wykonywać tę funkcję przy użyciu standardowych końcówek.
Zamykający mechanizm
Niektóre pipety wyporowe mogą być dodatkowo wyposażone w mechanizm blokujący (nazywany „pipetami blokującymi”), aby umożliwić lepszą zmianę objętości przy zachowaniu dokładności. Blokując ustawioną objętość podczas wykonywania kilku identycznych operacji pipetowania, unika się przypadkowych zmian ustawienia objętości pipety. Mechanizm blokujący jest zwykle mechanicznym przełącznikiem znajdującym się w pobliżu elementów sterujących ustawieniami pipety, który koliduje z mechanizmem ustawiającym, aby uniemożliwić ruch. Jednak niektóre pipety są wyposażone w pokrętła do ustawiania poszczególnych cyfr objętości, które można regulować tylko po odblokowaniu przez wciśnięcie i przekręcenie tłoka.
Kalibrowanie
Aby zapewnić stałą dokładność oraz spójne i powtarzalne działanie, pipety należy kalibrować w okresowych odstępach czasu. Odstępy te różnią się w zależności od kilku czynników:
- Umiejętności i szkolenie operatorów. Wykwalifikowani operatorzy zwykle obsługują instrument bardziej poprawnie i popełniają mniej błędów powodujących utratę dokładności.
- Płyn dozowany za pomocą pipety. Żrące i lotne ciecze mają tendencję do wydzielania oparów, które unoszą się do trzonu pipety nawet w prawidłowych warunkach pracy i mogą powodować korozję metalowego tłoka i sprężyn lub uszczelek i o-ringów, które zapewniają hermetyczne uszczelnienie między tłokiem a otaczającą go tuleją.
- Właściwa i ostrożna obsługa. Pipety, które są często upuszczane, są nieostrożnie obsługiwane lub niewłaściwie przechowywane w pozycji pionowej, z czasem będą miały tendencję do pogarszania się dokładności.
- Dokładność wymagana przez instrument. Aplikacje wymagające maksymalnej dokładności wymagają również częstszej kalibracji. Przyrządy używane do zastosowań czysto badawczych lub w placówkach edukacyjnych generalnie wymagają rzadszej kalibracji.
W przeciętnych warunkach większość pipet może być kalibrowana co pół roku (co sześć miesięcy) i zapewnia zadowalającą wydajność. Instytucje podlegające regulacjom GMP/GLP Agencji ds. Żywności i Leków na ogół korzystają z kalibracji kwartalnej lub co trzy miesiące. Aplikacje o znaczeniu krytycznym mogą wymagać obsługi miesięcznej, podczas gdy instytucje badawcze i edukacyjne mogą wymagać tylko usługi rocznej. Są to ogólne wytyczne i wszelkie decyzje dotyczące odpowiednich odstępów między kalibracjami należy podejmować ostrożnie i uwzględniać daną pipetę (niektóre są bardziej niezawodne niż inne), warunki, w jakich pipeta jest używana, oraz operatorzy, którzy jej używają.
Kalibracja jest generalnie przeprowadzana za pomocą analizy grawimetrycznej. Wiąże się to z dozowaniem próbek wody destylowanej do naczynia odbiorczego umieszczonego na precyzyjnej wadze analitycznej. Gęstość wody jest dobrze znaną stałą, a zatem masa dozowanej próbki zapewnia dokładne wskazanie dozowanej objętości. Wilgotność względna, temperatura otoczenia i ciśnienie barometryczne są czynnikami wpływającymi na dokładność pomiaru i są zwykle łączone w złożony wzór i obliczane jako współczynnik Z. Ten współczynnik Z jest następnie używany do modyfikowania wyjściowych surowych danych masy i zapewniania skorygowanego i dokładniejszego pomiaru.
Metoda kolorymetryczna wykorzystuje precyzyjne stężenia zabarwionej wody, aby wpłynąć na pomiar i określić dozowaną objętość. Spektrofotometr po aspiracji próbki, zapewniając bardzo dokładny odczyt. Ta metoda jest droższa niż bardziej powszechna metoda grawimetryczna, biorąc pod uwagę koszt kolorowych odczynników i jest zalecana, gdy wymagana jest optymalna dokładność. Jest również zalecany do kalibracji pipet o bardzo małej objętości, w zakresie 2 mikrolitrów, ponieważ nieodłączna niepewność metody grawimetrycznej, wykonywanej przy użyciu standardowych wag laboratoryjnych, staje się zbyt duża. Odpowiednio skalibrowane mikrowagi, zdolne do odczytu w zakresie mikrogramów (10-6 g ), mogą być również skutecznie wykorzystywane do analizy grawimetrycznej mikropipet o małej objętości, ale tylko wtedy, gdy warunki środowiskowe są pod ścisłą kontrolą. Wagi sześciomiejscowe i kontrole środowiskowe znacznie zwiększają koszt takich kalibracji.
Dodatkowe obrazy
Pipety jednokanałowe Oxford
Różne objętości mikropipet.
