Utviklingen av pipetteringssystemer og -teknologier

Automatisert væskehåndteringrefererer til bruk av automatiserte systemer i stedet for manuelt arbeid for å overføre væsker mellom steder. I biologiske forskningslaboratorier varierer standard væskeoverføringsvolumer fra0,5 μL til 1 ml, selv om overføringer på nanoliternivå er nødvendige i noen bruksområder. Automatiserte væskehåndteringssystemer varierer i størrelse, kompleksitet, ytelse og kostnad.

Fra manuell til automatisert væskehåndtering

Det mest grunnleggende verktøyet ermanuell pipette— en håndholdt enhet som krever gjentatt brukerintervensjon for hvert trinn (aspirasjon og dispensering). Langvarig bruk kan føre til belastningsskader somkarpaltunnelsyndrom.

Elektroniske pipetterrepresenterer det neste evolusjonære trinnet. Både manuelle og elektroniske pipetter kan ha justerbare/faste volumer og 1–16 kanaler. Selv om flerkanals elektroniske pipetter øker gjennomstrømningen sammenlignet med manuelle enkanalspipetter, er de fortsatt begrenset av menneskelig innsats.Automatiske dispensereovervinn dette ved å fordele væske samtidig i alle brønnene i en mikroplate (f.eks. plater med 96 eller 384 brønner).

Moderne laboratorieanalyser krever ofte flertrinns «arbeidsflyter».Automatiserte arbeidsstasjoner for væskehåndteringintegrere moduler (f.eks. ristere, varmere) og programvare for å utføre komplekse protokoller.

• Systemer på inngangsnivåer kompakte med brukervennlig programvare, men begrenset fleksibilitet.
• Avanserte systemerstøtte modulære oppgraderinger, utvidede arbeidsflyter og integrasjon med annet laboratorieutstyr.

Viktige faktorer for valg av væskehåndteringsteknologi inkluderer:
(i) Gjennomstrømning, (ii) Kompleksitet i arbeidsflyt, (iii) Budsjett, (iv) Laboratorieplass, (v) Sterilitets-/krysskontamineringskontroll, (vi) Sporbarhet, (vii) Presisjon.

Presisjon i automatisert væskehåndtering

Presisjon avhenger av væskeegenskaper, pipetteringsteknikk og (for manuelle systemer) brukerferdigheter. Væskeegenskaper – påvirket av temperatur, trykk og fuktighet – inkluderer:

• Viskositet(flytoppførsel)
• Tetthet(masse/volumenhet)
• Adhesjon/kohesjon(klebrighet)
• Overflatespenning
• Damptrykk

Avanserte systemer justerer parametere for å ta hensyn til disse egenskapene:
(i) Aspirasjons-/dispenseringshastighet,
(ii) Luftspalter (utblåsning/luftforskyvning),
(iii) Oppholdstid før aspirasjon,
(iv) Uttrekkingshastighet for spissen.

Store pipetteringsteknologier

Klassifisert etter flytende fremdriftsmekanismer:

1. Luftforskyvning
2. Væskefortrengning
3. Positiv forskyvning
4. Akustisk teknologi

Evolusjonstidslinje

Manuell pipette (enkeltkanal) → Manuell pipette (flerkanal) → Elektronisk pipette → Automatisk dispenser → Arbeidsstasjon for innsteg → Modulær automatisert arbeidsstasjon