วิวัฒนาการของระบบและเทคโนโลยีการปิเปต

การจัดการของเหลวอัตโนมัติหมายถึงการใช้ระบบอัตโนมัติแทนการใช้แรงงานคนในการถ่ายโอนของเหลวระหว่างสถานที่ต่างๆ ในห้องปฏิบัติการวิจัยทางชีววิทยา ปริมาณการถ่ายโอนของเหลวมาตรฐานมีตั้งแต่0.5 μL ถึง 1 มล.แม้ว่าการถ่ายโอนในระดับนาโนลิตรจะจำเป็นสำหรับการใช้งานบางอย่างก็ตาม ระบบการจัดการของเหลวอัตโนมัติมีขนาด ความซับซ้อน ประสิทธิภาพ และต้นทุนที่แตกต่างกัน

จากการจัดการของเหลวแบบแมนนวลสู่แบบอัตโนมัติ

เครื่องมือพื้นฐานที่สุดคือปิเปตแบบมือ— อุปกรณ์พกพาที่ต้องให้ผู้ใช้ดำเนินการซ้ำๆ ในแต่ละขั้นตอน (การดูดและการจ่ายยา) การใช้งานเป็นเวลานานอาจทำให้เกิดอาการบาดเจ็บจากการเคลื่อนไหวซ้ำๆ เช่นโรคอุโมงค์ข้อมือ.

ปิเปตอิเล็กทรอนิกส์แสดงถึงขั้นตอนวิวัฒนาการต่อไป ทั้งปิเปตแบบใช้มือและแบบอิเล็กทรอนิกส์สามารถมีปริมาตรที่ปรับได้/คงที่และมีช่องตั้งแต่ 1 ถึง 16 ช่อง แม้ว่าปิเปตแบบอิเล็กทรอนิกส์หลายช่องจะเพิ่มปริมาณงานได้เมื่อเปรียบเทียบกับปิเปตแบบใช้มือช่องเดียว แต่ปิเปตแบบอิเล็กทรอนิกส์เหล่านี้ยังคงถูกจำกัดด้วยอินพุตของมนุษย์เครื่องจ่ายอัตโนมัติเอาชนะสิ่งนี้โดยการกระจายของเหลวพร้อมกันไปยังทุกหลุมของไมโครเพลท (เช่น เพลท 96 หรือ 384 หลุม)

การทดลองในห้องปฏิบัติการสมัยใหม่มักต้องมี "เวิร์กโฟลว์" หลายขั้นตอนสถานีงานจัดการของเหลวอัตโนมัติผสานรวมโมดูล (เช่น เครื่องเขย่า เครื่องทำความร้อน) และซอฟต์แวร์เพื่อดำเนินการตามโปรโตคอลที่ซับซ้อน

• ระบบระดับเริ่มต้นมีขนาดกะทัดรัดและมีซอฟต์แวร์ที่ใช้งานง่าย แต่มีความยืดหยุ่นที่จำกัด
• ระบบขั้นสูงรองรับการอัพเกรดแบบโมดูลาร์ เวิร์กโฟลว์ที่ขยาย และการบูรณาการกับอุปกรณ์ห้องปฏิบัติการอื่นๆ

ปัจจัยสำคัญในการเลือกเทคโนโลยีการจัดการของเหลว ได้แก่:
(i) ปริมาณงานที่ผลิตได้ (ii) ความซับซ้อนของเวิร์กโฟลว์ (iii) งบประมาณ (iv) พื้นที่ห้องปฏิบัติการ (v) การควบคุมความปลอดเชื้อ/การปนเปื้อนข้าม (vi) การตรวจสอบย้อนกลับ (vii) ความแม่นยำ

ความแม่นยำในการจัดการของเหลวอัตโนมัติ

ความแม่นยำขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของของเหลว เทคนิคการปิเปต และ (สำหรับระบบแบบใช้มือ) ทักษะของผู้ใช้ คุณสมบัติของของเหลวที่ได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิ แรงดัน และความชื้น ได้แก่:

• ความหนืด(พฤติกรรมการไหล)
• ความหนาแน่น(มวล/หน่วยปริมาตร)
• การยึดเกาะ/การประสานกัน(ความเหนียว)
• แรงตึงผิว
• ความดันไอ

ระบบขั้นสูงจะปรับพารามิเตอร์เพื่อให้สอดคล้องกับคุณสมบัติเหล่านี้:
(i) ความเร็วในการดูด/จ่าย
(ii) ช่องว่างอากาศ (การเป่าลมออก/การแทนที่อากาศ)
(iii) ระยะเวลาดำเนินการก่อนการดูด
(iv) ความเร็วในการถอนทิป

เทคโนโลยีการปิเปตหลักๆ

จำแนกตามกลไกขับเคลื่อนของเหลว:

1. การเคลื่อนย้ายอากาศ
2. การแทนที่ของเหลว
3. การเคลื่อนย้ายเชิงบวก
4. เทคโนโลยีอะคูสติก

ไทม์ไลน์วิวัฒนาการ

ปิเปตแบบแมนนวล (ช่องเดียว) → ปิเปตแบบแมนนวล (หลายช่อง) → ปิเปตแบบอิเล็กทรอนิกส์ → เครื่องจ่ายอัตโนมัติ → สถานีงานระดับเริ่มต้น → สถานีงานอัตโนมัติแบบแยกส่วน