Automatizovaná manipulácia s kvapalinamioznačuje použitie automatizovaných systémov namiesto manuálnej práce na prenos kvapalín medzi miestami. V biologických výskumných laboratóriách sa štandardné objemy prenosu kvapalín pohybujú od0,5 μl až 1 ml, hoci v niektorých aplikáciách sú potrebné prenosy na úrovni nanolitrov. Automatizované systémy na manipuláciu s kvapalinami sa líšia veľkosťou, zložitosťou, výkonom a nákladmi.
Od manuálnej k automatizovanej manipulácii s kvapalinami
Najzákladnejším nástrojom jemanuálna pipeta—ručné zariadenie vyžadujúce opakovaný zásah používateľa pri každom kroku (nasávanie a dávkovanie). Dlhodobé používanie môže viesť k poraneniam z opakovaného preťaženia, ako napríkladsyndróm karpálneho tunela.
Elektronické pipetypredstavujú ďalší evolučný krok. Manuálne aj elektronické pipety môžu mať nastaviteľné/fixné objemy a 1 – 16 kanálov. Zatiaľ čo viackanálové elektronické pipety zvyšujú priepustnosť v porovnaní s manuálnymi jednokanálovými pipetami, zostávajú obmedzené ľudským vstupom.Automatické dávkovačeprekonať to súčasným rozptýlením kvapaliny do všetkých jamiek mikroplatničky (napr. 96- alebo 384-jamkových platničiek).
Moderné laboratórne testy často vyžadujú viacstupňové „pracovné postupy“.Automatizované pracovné stanice na manipuláciu s kvapalinamiintegrovať moduly (napr. trepačky, ohrievače) a softvér na vykonávanie zložitých protokolov.
- Systémy základnej úrovnesú kompaktné s užívateľsky prívetivým softvérom, ale s obmedzenou flexibilitou.
- Pokročilé systémypodporujú modulárne vylepšenia, rozšírené pracovné postupy a integráciu s iným laboratórnym vybavením.
Medzi kľúčové faktory pri výbere technológie manipulácie s kvapalinami patria:
(i) Priepustnosť, (ii) Zložitosť pracovného postupu, (iii) Rozpočet, (iv) Laboratórny priestor, (v) Kontrola sterility/krížovej kontaminácie, (vi) Sledovateľnosť, (vii) Presnosť.
Presnosť pri automatizovanej manipulácii s kvapalinami
Presnosť závisí od vlastností kvapaliny, techniky pipetovania a (v prípade manuálnych systémov) od zručností používateľa. Vlastnosti kvapaliny – ovplyvnené teplotou, tlakom a vlhkosťou – zahŕňajú:
- Viskozita(správanie sa prúdenia)
- Hustota(hmotnosť/jednotka objemu)
- Adhézia/súdržnosť(lepkavosť)
- Povrchové napätie
- Tlak pár
Pokročilé systémy upravujú parametre tak, aby zohľadnili tieto vlastnosti:
i) Rýchlosť nasávania/dávkovania,
(ii) Vzduchové medzery (vyfukovanie/vytlačenie vzduchu),
(iii) Čas zotrvania pred aspiráciou,
(iv) Rýchlosť vytiahnutia hrotu.
Hlavné pipetovacie technológie
Klasifikácia podľa mechanizmov pohonu kvapalinou:
- Výtlak vzduchu
- Výtlak kvapaliny
- Pozitívne posunutie
- Akustická technológia
Časová os evolúcie
Manuálna pipeta (jednokanálová) → Manuálna pipeta (viackanálová) → Elektronická pipeta → Automatický dávkovač → Základná pracovná stanica → Modulárna automatizovaná pracovná stanica
| Technológia pipetovania | Kľúčové vlastnosti | Primárne aplikácie |
| Výtlak vzduchu | Vzduchový vankúš oddeľuje pohybujúci sa piest od vzorky | Vysoko stabilný pre objemy v rozmedzí 0,5 – 1 000 μl |
| Výtlak kvapaliny | Vzduchový vankúš oddeľuje kvapalinu systému od vzorky | Typicky sa používa s pevnými umývateľnými hrotmi z nehrdzavejúcej ocele; ideálne pre schody vyžadujúce prepichnuté rúrky |
| Pozitívne posunutie | Priamy kontakt medzi pohybujúcim sa piestom a vzorkou | Preferované pre vzorky s vysokou viskozitou a prchavé látky |
| Akustická technológia | Bezkontaktný prenos kvapaliny pomocou akustickej energie (zvukových vĺn) | Ultranízke objemy (až do rozsahu nanolitrov) |
Čas uverejnenia: 12. mája 2025