Pokud jde o měření a dávkování specifického objemu jakékoli kapaliny, pipety jsou v dnešním laboratorním prostředí nepostradatelné. V závislosti na velikosti laboratoře a objemu, který je třeba dávkovat, se běžně používají různé typy pipet:
- Pipety pro vytlačování vzduchu
- Pipety s pozitivním objemem
- Dávkovací pipety
- Pipety s nastavitelným rozsahem
V roce 2020 začínáme vidět, jak mikropipety s vytlačováním vzduchu hrají klíčovou roli v boji proti COVID-19 a používají se k přípravě vzorků pro detekci patogenů (např. RT-PCR v reálném čase). Obvykle lze použít dva různé typy pipet – manuální nebo motorizované pipety s vytlačováním vzduchu.
Manuální pipety s výtlačným vzduchem vs. motorizované pipety s výtlačným vzduchem
V příkladu pipety s výtlačným vzduchem se píst pohybuje uvnitř pipety nahoru nebo dolů, čímž se vytváří negativní nebo pozitivní tlak na sloupec vzduchu. To umožňuje uživateli vdechovat nebo vytlačovat kapalný vzorek pomocí jednorázové špičky pipety, zatímco sloupec vzduchu ve špičce odděluje kapalinu od nejednorázových částí pipety.
Pohyb pístu může být navržen tak, aby jej prováděl ručně operátor, nebo elektronicky, tj. operátor pohybuje pístem pomocí motoru ovládaného tlačítkem.
Omezení manuálních pipet
Dlouhodobé používání manuálních pipet může obsluze způsobit nepohodlí a dokonce i zranění. Síla potřebná k dávkování tekutin a vysunutí hrotu pipety v kombinaci s častými opakujícími se pohyby po dobu několika hodin může zvýšit riziko opakovaného natažení svalů (RS - repetitive muscle strain).
Manuální pipety vyžadují stisknutí tlačítka palcem pro uvolnění kapaliny, zatímco elektronické pipety nabízejí lepší ergonomii s elektronicky spouštěným tlačítkem v tomto příkladu.
Elektronické alternativy
Elektronické nebo motorizované pipety jsou ergonomickou alternativou k manuálním pipetám, které efektivně zlepšují výstup vzorku a zajišťují přesnost a správnost. Na rozdíl od tradičních tlačítek ovládaných palcem a ručního nastavení objemu jsou elektrické pipety vybaveny digitálním rozhraním pro nastavení objemu a nasávání a vypouštění pomocí elektricky poháněného pístu.
Výběr motoru pro elektronické pipety
Protože pipetování je často prvním krokem ve vícestupňovém procesu, jakékoli nepřesnosti nebo nedokonalosti, které se vyskytnou při měření této malé části kapaliny, lze pociťovat v celém procesu, což v konečném důsledku ovlivňuje celkovou přesnost a preciznost.
Co je to přesnost a preciznost?
Přesnosti je dosaženo, když pipeta dávkuje stejný objem vícekrát. Přesnosti je dosaženo, když pipeta dávkuje cílový objem přesně bez jakékoli chyby. Přesnosti a správnosti je obtížné dosáhnout současně, přesto průmyslová odvětví, která pipety používají, vyžadují jak přesnost, tak správnost. Ve skutečnosti je to právě tento kriticky vysoký standard, který umožňuje reprodukovat experimentální výsledky.
Srdcem každé elektronické pipety je její motor, který významně ovlivňuje přesnost a správnost pipety, kromě řady dalších důležitých faktorů, jako je velikost pouzdra, výkon a hmotnost. Konstruktéři pipet primárně volí buď krokové lineární aktuátory, nebo stejnosměrné motory. Krokové i stejnosměrné motory však mají své výhody a nevýhody.
Stejnosměrné motory
Stejnosměrné motory jsou jednoduché motory, které se otáčí při připojení stejnosměrného proudu. Pro jejich chod nevyžadují složité zapojení. Vzhledem k požadavkům na lineární pohyb elektronických pipet však řešení s stejnosměrnými motory vyžadují další vodicí šroub a převodovku, které převádějí rotační pohyb na lineární a poskytují požadovanou sílu. Řešení s stejnosměrným proudem také vyžadují mechanismus zpětné vazby ve formě optického senzoru nebo enkodéru pro přesné řízení polohy lineárního pístu. Vzhledem k vysoké setrvačnosti rotoru mohou někteří konstruktéři přidat také brzdový systém pro zlepšení přesnosti polohování.
Krokové motory
Na druhou stranu mnoho inženýrů dává přednost krokovým lineárním aktuátorům kvůli jejich snadné integraci, vynikajícímu výkonu a nízkým nákladům. Krokové lineární aktuátory se skládají z krokových motorů s permanentními magnety, závitovým rotorem a integrovanou vláknovou tyčí, které vytvářejí přímý lineární pohyb v malých pouzdrech.
Čas zveřejnění: 19. června 2024