Zautomatyzowane przetwarzanie cieczyodnosi się do stosowania zautomatyzowanych systemów zamiast pracy ręcznej w celu przenoszenia płynów między lokalizacjami. W laboratoriach badań biologicznych standardowe objętości transferu płynów wahają się od0,5 μl do 1 ml, chociaż w niektórych zastosowaniach wymagane są transfery na poziomie nanolitrów. Zautomatyzowane systemy obsługi cieczy różnią się rozmiarem, złożonością, wydajnością i kosztem.
Od ręcznego do automatycznego przetwarzania cieczy
Najbardziej podstawowym narzędziem jestpipeta ręczna—urządzenie przenośne wymagające powtarzalnej interwencji użytkownika na każdym etapie (aspiracja i dozowanie). Długotrwałe używanie może prowadzić do powtarzających się urazów przeciążeniowych, takich jakzespół cieśni nadgarstka.
Pipety elektronicznereprezentują kolejny krok ewolucyjny. Zarówno pipety ręczne, jak i elektroniczne mogą mieć regulowane/stałe objętości i 1–16 kanałów. Podczas gdy wielokanałowe pipety elektroniczne zwiększają przepustowość w porównaniu do ręcznych pipet jednokanałowych, pozostają ograniczone przez wkład człowieka.Automatyczne dozownikimożna temu zaradzić poprzez jednoczesne rozprowadzenie cieczy do wszystkich dołków mikropłytki (np. płytek 96- lub 384-dołkowych).
Nowoczesne badania laboratoryjne często wymagają wieloetapowych „przepływów pracy”.Zautomatyzowane stanowiska do obsługi cieczyintegrować moduły (np. wytrząsarki, podgrzewacze) i oprogramowanie w celu wykonywania złożonych protokołów.
- Systemy podstawowesą kompaktowe i mają przyjazne dla użytkownika oprogramowanie, ale ograniczoną elastyczność.
- Zaawansowane systemywsparcie modułowych ulepszeń, rozszerzonych przepływów pracy i integracji z innym sprzętem laboratoryjnym.
Kluczowe czynniki przy wyborze technologii transportu cieczy obejmują:
(i) Przepustowość, (ii) Złożoność przepływu pracy, (iii) Budżet, (iv) Przestrzeń laboratoryjna, (v) Kontrola sterylności/zanieczyszczenia krzyżowego, (vi) Możliwość śledzenia, (vii) Precyzja.
Precyzja w zautomatyzowanym przetwarzaniu cieczy
Precyzja zależy od właściwości cieczy, techniki pipetowania i (w przypadku systemów ręcznych) umiejętności użytkownika. Właściwości cieczy — zależne od temperatury, ciśnienia i wilgotności — obejmują:
- Lepkość(zachowanie przepływu)
- Gęstość(masa/jednostka objętości)
- Adhezja/kohezja(lepkość)
- Napięcie powierzchniowe
- Ciśnienie pary
Zaawansowane systemy dostosowują parametry, aby uwzględnić następujące właściwości:
(i) Prędkość zasysania/dozowania,
(ii) Szczeliny powietrzne (wydmuch/przemieszczenie powietrza),
(iii) Czas przebywania przed aspiracją,
(iv) Szybkość wyjmowania końcówki.
Główne technologie pipetowania
Podział ze względu na mechanizmy napędowe cieczy:
- Przemieszczenie powietrza
- Wypieranie cieczy
- Wypieranie dodatnie
- Technologia akustyczna
Oś czasu ewolucji
Pipeta ręczna (jednokanałowa) → Pipeta ręczna (wielokanałowa) → Pipeta elektroniczna → Automatyczny dozownik → Stanowisko robocze podstawowe → Modułowe automatyczne stanowisko robocze
| Technologia pipetowania | Główne cechy | Podstawowe zastosowania |
| Przemieszczenie powietrza | Poduszka powietrzna oddziela ruchomy tłok od próbki | Wysoka stabilność dla objętości w zakresie 0,5–1000 μl |
| Wypieranie cieczy | Poduszka powietrzna oddziela ciecz systemową od próbki | Zwykle stosowane z nieruchomymi, zmywalnymi końcówkami ze stali nierdzewnej; idealne do stopni wymagających przebitych rur |
| Wypieranie dodatnie | Bezpośredni kontakt pomiędzy ruchomym tłokiem a próbką | Preferowany do próbek o dużej lepkości i lotności |
| Technologia akustyczna | Bezkontaktowy transfer cieczy z wykorzystaniem energii akustycznej (fal dźwiękowych) | Bardzo niskie objętości (nawet rzędu nanolitrów) |
Czas publikacji: 12-05-2025