Αυτοματοποιημένη διαχείριση υγρώναναφέρεται στη χρήση αυτοματοποιημένων συστημάτων αντί για χειρωνακτική εργασία για τη μεταφορά υγρών μεταξύ τοποθεσιών. Στα βιολογικά ερευνητικά εργαστήρια, οι τυπικοί όγκοι μεταφοράς υγρών κυμαίνονται από0,5 μL έως 1 mL, αν και σε ορισμένες εφαρμογές απαιτούνται μεταφορές σε επίπεδο νανολίτρου. Τα αυτοματοποιημένα συστήματα χειρισμού υγρών ποικίλλουν σε μέγεθος, πολυπλοκότητα, απόδοση και κόστος.
Από χειροκίνητη σε αυτοματοποιημένη διαχείριση υγρών
Το πιο βασικό εργαλείο είναι τοχειροκίνητη πιπέτα—μια φορητή συσκευή που απαιτεί επαναλαμβανόμενη παρέμβαση του χρήστη για κάθε βήμα (αναρρόφηση και χορήγηση). Η παρατεταμένη χρήση μπορεί να οδηγήσει σε τραυματισμούς από επαναλαμβανόμενη καταπόνηση, όπωςσύνδρομο καρπιαίου σωλήνα.
Ηλεκτρονικές πιπέτεςαντιπροσωπεύουν το επόμενο εξελικτικό βήμα. Τόσο οι χειροκίνητες όσο και οι ηλεκτρονικές πιπέτες μπορούν να έχουν ρυθμιζόμενους/σταθερούς όγκους και 1–16 κανάλια. Ενώ οι ηλεκτρονικές πιπέτες πολλαπλών καναλιών αυξάνουν την απόδοση σε σύγκριση με τις χειροκίνητες πιπέτες ενός καναλιού, παραμένουν περιορισμένες από την ανθρώπινη παρέμβαση.Αυτόματοι διανομείςξεπεράστε αυτό το πρόβλημα κατανέμοντας ταυτόχρονα υγρό σε όλα τα φρεάτια μιας μικροπλάκας (π.χ., πλάκες 96 ή 384 φρεατίων).
Οι σύγχρονες εργαστηριακές δοκιμασίες συχνά απαιτούν «ροές εργασίας» πολλαπλών βημάτων.Αυτοματοποιημένοι σταθμοί εργασίας χειρισμού υγρώνενσωματώστε ενότητες (π.χ., αναδευτήρες, θερμαντήρες) και λογισμικό για την εκτέλεση σύνθετων πρωτοκόλλων.
- Συστήματα εισαγωγικού επιπέδουείναι συμπαγή με φιλικό προς το χρήστη λογισμικό αλλά περιορισμένη ευελιξία.
- Προηγμένα συστήματαυποστήριξη αναβαθμίσεων σε ενότητες, διευρυμένων ροών εργασίας και ενσωμάτωσης με άλλο εργαστηριακό εξοπλισμό.
Βασικοί παράγοντες για την επιλογή τεχνολογίας χειρισμού υγρών περιλαμβάνουν:
(i) Απόδοση, (ii) Πολυπλοκότητα ροής εργασίας, (iii) Προϋπολογισμός, (iv) Χώρος εργαστηρίου, (v) Έλεγχος στειρότητας/διασταυρούμενης μόλυνσης, (vi) Ιχνηλασιμότητα, (vii) Ακρίβεια.
Ακρίβεια στον αυτοματοποιημένο χειρισμό υγρών
Η ακρίβεια εξαρτάται από τις ιδιότητες του υγρού, την τεχνική πιπέτας και (για χειροκίνητα συστήματα) την ικανότητα του χρήστη. Οι ιδιότητες του υγρού —που επηρεάζονται από τη θερμοκρασία, την πίεση και την υγρασία— περιλαμβάνουν:
- Ιξώδες(συμπεριφορά ροής)
- Πυκνότητα(μάζα/μονάδα όγκου)
- Πρόσφυση/συνοχή(κολλώδες)
- Επιφανειακή τάση
- Πίεση ατμών
Τα προηγμένα συστήματα προσαρμόζουν τις παραμέτρους ώστε να λαμβάνουν υπόψη αυτές τις ιδιότητες:
(i) Ταχύτητα αναρρόφησης/διανομής,
(ii) Διάκενα αέρα (έκρηξη/μετατόπιση αέρα),
(iii) Χρόνος παραμονής πριν από την αναρρόφηση,
(iv) Ταχύτητα απόσυρσης της άκρης.
Κύριες τεχνολογίες πιπετοποίησης
Ταξινόμηση με βάση τους μηχανισμούς πρόωσης υγρών:
- Μετατόπιση αέρα
- Μετατόπιση υγρού
- Θετική Μετατόπιση
- Ακουστική Τεχνολογία
Χρονολόγιο Εξέλιξης
Χειροκίνητη πιπέτα (μονόκαναλη) → Χειροκίνητη πιπέτα (πολυκάναλη) → Ηλεκτρονική πιπέτα → Αυτόματος διανομέας → Σταθμός εργασίας εισαγωγικού επιπέδου → Αρθρωτός αυτοματοποιημένος σταθμός εργασίας
| Τεχνολογία πιπεταρίσματος | Βασικά χαρακτηριστικά | Κύριες εφαρμογές |
| Μετατόπιση αέρα | Ένα μαξιλάρι αέρα διαχωρίζει το κινούμενο έμβολο από το δείγμα | Εξαιρετικά σταθερό για όγκους εντός 0,5–1.000 μl |
| Μετατόπιση υγρού | Το μαξιλάρι αέρα διαχωρίζει το υγρό του συστήματος από το δείγμα | Συνήθως χρησιμοποιείται με σταθερές πλενόμενες άκρες από ανοξείδωτο ατσάλι. Ιδανικό για σκαλοπάτια που απαιτούν τρυπημένους σωλήνες. |
| Θετική Μετατόπιση | Άμεση επαφή μεταξύ κινούμενου εμβόλου και δείγματος | Προτιμάται για δείγματα υψηλού ιξώδους και πτητικά |
| Ακουστική Τεχνολογία | Μεταφορά υγρού χωρίς επαφή με ακουστική ενέργεια (ηχητικά κύματα) | Εξαιρετικά χαμηλοί όγκοι (έως και σε εύρος νανολίτρων) |
Ώρα δημοσίευσης: 12 Μαΐου 2025