Когда дело доходит до измерения и дозирования определенного объема любой жидкости, пипетки являются незаменимыми в современной лабораторной среде. В зависимости от размера лаборатории и объема, который необходимо дозировать, обычно используются различные типы пипеток:
- Пипетки с вытеснением воздуха
- Пипетки с положительным вытеснением
- Дозирующие пипетки
- Пипетки с регулируемым диапазоном
В 2020 году мы начинаем видеть, что микропипетки с вытеснением воздухом играют решающую роль в борьбе с COVID-19, и они используются для подготовки образцов для обнаружения патогенов (например, ОТ-ПЦР в реальном времени). Обычно можно использовать две разные конструкции: ручные или моторизованные пипетки с вытеснением воздухом.
Ручные пипетки с вытеснением воздухом против моторизованных пипеток с вытеснением воздухом
В примере с пипеткой с вытеснением воздуха поршень перемещается вверх или вниз внутри пипетки, чтобы создать отрицательное или положительное давление на столб воздуха. Это позволяет пользователю вдыхать или выталкивать образец жидкости с помощью одноразового наконечника пипетки, в то время как столб воздуха в наконечнике отделяет жидкость от многоразовых частей пипетки.
Движение поршня может осуществляться оператором вручную или с помощью электроники, т. е. оператор перемещает поршень с помощью двигателя, управляемого нажатием кнопки.
Ограничения ручных пипеток
Длительное использование ручных пипеток может вызвать дискомфорт и даже травму у оператора. Усилие, необходимое для дозирования жидкостей и выброса наконечника пипетки, в сочетании с частыми повторяющимися движениями в течение нескольких часов, может увеличить риск RS (повторяющееся мышечное напряжение) суставов, особенно большого пальца, локтя, запястья и плеча.
Для выпуска жидкости в ручных пипетках необходимо нажать кнопку большим пальцем, тогда как электронные пипетки предлагают лучшую эргономику, поскольку в данном случае предусмотрена кнопка с электронным управлением.
Электронные альтернативы
Электронные или моторизованные пипетки являются эргономичными альтернативами ручным пипеткам, которые эффективно улучшают выход пробы и обеспечивают точность и правильность. В отличие от традиционных кнопок, управляемых большим пальцем, и ручной регулировки объема, электрические пипетки оснащены цифровым интерфейсом для регулировки объема, а также аспирации и выпуска через поршень с электроприводом.
Выбор двигателя для электронных пипеток
Поскольку пипетирование часто является первым шагом в многоэтапном процессе, любые неточности или недостатки, возникающие при измерении этой небольшой порции жидкости, могут ощущаться на протяжении всего процесса, в конечном итоге влияя на общую точность и правильность.
Что такое точность и правильность?
Точность достигается, когда пипетка дозирует один и тот же объем несколько раз. Точность достигается, когда пипетка дозирует целевой объем точно и без ошибок. Точность и точность трудно достичь одновременно, однако отрасли, использующие пипетки, требуют и точности, и аккуратности. Фактически, именно этот критически высокий стандарт позволяет воспроизводить экспериментальные результаты.
Сердцем любой электронной пипетки является ее двигатель, который существенно влияет на точность и аккуратность пипетки, в дополнение к ряду других важных факторов, таких как размер упаковки, мощность и вес. Инженеры-конструкторы пипеток в первую очередь выбирают либо шаговые линейные приводы, либо двигатели постоянного тока. Однако и шаговые двигатели, и двигатели постоянного тока имеют свои преимущества и недостатки.
Двигатели постоянного тока
Двигатели постоянного тока — это простые двигатели, которые вращаются при подаче постоянного тока. Для их работы не требуются сложные соединения. Однако, учитывая требования к линейному движению электронных пипеток, решения с двигателями постоянного тока требуют дополнительного ходового винта и зубчатой передачи для преобразования вращательного движения в линейное и обеспечения требуемой силы. Решения с двигателями постоянного тока также требуют механизма обратной связи в виде оптического датчика или энкодера для точного управления положением линейного поршня. Из-за высокой инерции его ротора некоторые проектировщики могут также добавлять тормозную систему для повышения точности позиционирования.
Шаговые двигатели
С другой стороны, многие инженеры предпочитают решения с шаговыми линейными актуаторами из-за их простоты интеграции, превосходной производительности и низкой стоимости. Шаговые линейные актуаторы состоят из шаговых двигателей с постоянными магнитами с резьбовым ротором и встроенным стержнем нити для создания прямого линейного движения в небольших пакетах.
Время публикации: 19 июня 2024 г.