Automatisoitu nesteenkäsittelyviittaa automatisoitujen järjestelmien käyttöön manuaalisen työn sijaan nesteiden siirtämiseen paikkojen välillä. Biologisissa tutkimuslaboratorioissa nesteensiirtotilavuudet vaihtelevat0,5 μl - 1 ml, vaikka joissakin sovelluksissa vaaditaan nanolitratason siirtoja. Automaattiset nesteenkäsittelyjärjestelmät vaihtelevat kooltaan, monimutkaisuudeltaan, suorituskyvyltään ja kustannuksiltaan.
Manuaalisesta automaattiseen nesteenkäsittelyyn
Perustyökalu on ns.manuaalinen pipetti—kädessä pidettävä laite, joka vaatii toistuvia käyttäjän toimia jokaisessa vaiheessa (imeminen ja annostelu). Pitkäaikainen käyttö voi johtaa toistuviin rasitusvammoihin, kutenrannekanavaoireyhtymä.
Elektroniset pipetitedustavat seuraavaa kehitysaskelta. Sekä manuaalisissa että elektronisissa pipeteissä voi olla säädettävät/kiinteät tilavuudet ja 1–16 kanavaa. Vaikka monikanavaiset elektroniset pipetit lisäävät läpäisykykyä verrattuna manuaalisiin yksikanavaisiin pipetteihin, ihmisen syöte rajoittaa niiden käyttöä.Automaattiset annostelijattämä voidaan ratkaista jakamalla neste samanaikaisesti kaikkiin mikrolevyn kuoppiin (esim. 96- tai 384-kuoppalevyt).
Nykyaikaiset laboratoriotestit vaativat usein monivaiheisia "työnkulkuja".Automaattiset nesteenkäsittelytyöasematintegroida moduuleja (esim. ravistelijoita, lämmittimiä) ja ohjelmistoja monimutkaisten protokollien suorittamiseksi.
- Perustason järjestelmätovat kompakteja ja niissä on käyttäjäystävällinen ohjelmisto, mutta niiden joustavuus on rajallinen.
- Edistyneet järjestelmättukevat modulaarisia päivityksiä, laajennettuja työnkulkuja ja integrointia muiden laboratoriolaitteiden kanssa.
Nesteenkäsittelytekniikan valinnan kannalta keskeisiä tekijöitä ovat:
(i) Suorituskyky, (ii) Työnkulun monimutkaisuus, (iii) Budjetti, (iv) Laboratoriotila, (v) Steriiliys/ristikontaminaation hallinta, (vi) Jäljitettävyys, (vii) Tarkkuus.
Tarkkuus automaattisessa nesteenkäsittelyssä
Tarkkuus riippuu nesteen ominaisuuksista, pipetointitekniikasta ja (manuaalisissa järjestelmissä) käyttäjän taidoista. Nesteen ominaisuuksia, joihin vaikuttavat lämpötila, paine ja kosteus, ovat:
- Viskositeetti(virtauskäyttäytyminen)
- Tiheys(massa/tilavuusyksikkö)
- Adheesio/koheesio(tahmeus)
- Pintajännitys
- Höyrynpaine
Edistyneet järjestelmät säätävät parametreja näiden ominaisuuksien huomioon ottamiseksi:
(i) Imu-/annostelunopeus,
(ii) Ilmaraot (puhallus/ilman siirtymä),
(iii) Imua edeltävä viipymäaika,
(iv) Kärjen poistonopeus.
Tärkeimmät pipetointitekniikat
Luokiteltu nestemäisten työntömekanismien mukaan:
- Ilman tilavuus
- Nesteen tilavuus
- Positiivinen siirtymä
- Akustinen teknologia
Evoluution aikajana
Manuaalinen pipetointilaite (yksikanavainen) → Manuaalinen pipetointilaite (monikanavainen) → Elektroninen pipetointilaite → Automaattinen annostelija → Aloitustason työasema → Modulaarinen automaattinen työasema
| Pipetointitekniikka | Tärkeimmät ominaisuudet | Ensisijaiset sovellukset |
| Ilman tilavuus | Ilmatyyny erottaa liikkuvan männän näytteestä | Erittäin stabiili tilavuuksille 0,5–1 000 μl |
| Nesteen tilavuus | Ilmatyyny erottaa järjestelmänesteen näytteestä | Käytetään tyypillisesti kiinteiden, ruostumattomasta teräksestä valmistettujen pestävien kärkien kanssa; ihanteellinen portaisiin, joissa putket on lävistetty |
| Positiivinen siirtymä | Suora kosketus liikkuvan männän ja näytteen välillä | Suositellaan korkean viskositeetin ja haihtuvien näytteiden käsittelyyn |
| Akustinen teknologia | Kontaktiton nesteensiirto akustista energiaa (ääniaallot) käyttäen | Erittäin pienet tilavuudet (jopa nanolitra-alueella) |
Julkaisun aika: 12.5.2025