Pipety są niezbędne w dzisiejszym środowisku laboratoryjnym do odmierzania i dozowania określonej objętości dowolnej cieczy. W zależności od wielkości laboratorium i objętości, która ma zostać dozowana, powszechnie stosuje się różne rodzaje pipet:
- Pipety z wyporem powietrza
- Pipety wyporowe
- Pipety dozujące
- Pipety o regulowanym zakresie
W 2020 roku zaczynamy dostrzegać, że mikropipety z przesunięciem powietrza odgrywają kluczową rolę w walce z COVID-19 i są wykorzystywane do przygotowywania próbek do wykrywania patogenów (np. w RT-PCR w czasie rzeczywistym). Zazwyczaj można stosować dwa rodzaje pipet z przesunięciem powietrza: ręczne lub z napędem silnikowym.
Pipety z ręcznym przesuwem powietrza a pipety z pneumatycznym przesuwem powietrza
W przypadku pipety z wyporem powietrza, tłok porusza się w górę lub w dół wewnątrz pipety, wytwarzając podciśnienie lub nadciśnienie w kolumnie powietrza. Pozwala to użytkownikowi na wdychanie lub wypuszczanie próbki cieczy za pomocą jednorazowej końcówki pipety, podczas gdy kolumna powietrza w końcówce oddziela ciecz od części pipety, które nie są jednorazowe.
Ruch tłoka może być wykonywany ręcznie przez operatora lub elektronicznie, tzn. operator porusza tłokiem za pomocą silnika sterowanego przyciskiem.
Ograniczenia pipet ręcznych
Długotrwałe używanie pipet ręcznych może powodować dyskomfort, a nawet obrażenia u operatora. Siła potrzebna do dozowania płynów i wysuwania końcówki pipety, w połączeniu z częstymi, powtarzalnymi ruchami przez kilka godzin, może zwiększać ryzyko nadwyrężenia stawów, zwłaszcza kciuka, łokcia, nadgarstka i barku (RS – powtarzające się przeciążenie mięśni).
W przypadku pipet ręcznych do uwolnienia cieczy konieczne jest naciśnięcie przycisku kciukiem, natomiast pipety elektroniczne oferują lepszą ergonomię, gdyż w tym przypadku mają przycisk uruchamiany elektronicznie.
Alternatywy elektroniczne
Pipety elektroniczne lub z napędem silnikowym stanowią ergonomiczną alternatywę dla pipet ręcznych, która skutecznie zwiększa wydajność próbek oraz zapewnia precyzję i dokładność. W przeciwieństwie do tradycyjnych przycisków sterowanych kciukiem i ręcznej regulacji objętości, pipety elektryczne są wyposażone w cyfrowy interfejs do regulacji objętości oraz pobierania i opróżniania za pomocą tłoka napędzanego elektrycznie.
Wybór silnika do pipet elektronicznych
Ponieważ pipetowanie stanowi często pierwszy etap wieloetapowego procesu, wszelkie niedokładności lub niedoskonałości występujące przy pomiarze tak małej porcji cieczy mogą być wyczuwalne w trakcie całego procesu, ostatecznie wpływając na ogólną dokładność i precyzję.
Czym jest dokładność i precyzja?
Dokładność osiąga się, gdy pipeta wielokrotnie dozuje tę samą objętość. Dokładność osiąga się, gdy pipeta dozuje dokładnie i bezbłędnie objętość docelową. Trudno jest osiągnąć jednocześnie precyzję i dokładność, a jednak branże korzystające z pipet wymagają zarówno precyzji, jak i dokładności. W rzeczywistości to właśnie ten niezwykle wysoki standard umożliwia powtarzanie wyników eksperymentalnych.
Sercem każdej pipety elektronicznej jest jej silnik, który znacząco wpływa na precyzję i dokładność pipety, a także na szereg innych istotnych czynników, takich jak rozmiar opakowania, moc i waga. Inżynierowie projektujący pipety wybierają głównie liniowe siłowniki krokowe lub silniki prądu stałego. Jednak zarówno silniki krokowe, jak i silniki prądu stałego mają swoje zalety i wady.
Silniki prądu stałego
Silniki prądu stałego to proste silniki, które obracają się po przyłożeniu napięcia stałego. Nie wymagają skomplikowanych połączeń, aby silnik mógł działać. Jednak ze względu na wymagania dotyczące ruchu liniowego pipet elektronicznych, rozwiązania z silnikami prądu stałego wymagają dodatkowej śruby pociągowej i przekładni, aby przekształcić ruch obrotowy w ruch liniowy i zapewnić wymaganą siłę. Rozwiązania prądu stałego wymagają również mechanizmu sprzężenia zwrotnego w postaci czujnika optycznego lub enkodera, aby precyzyjnie kontrolować położenie tłoka liniowego. Ze względu na dużą bezwładność wirnika, niektórzy projektanci mogą również dodać układ hamulcowy w celu poprawy dokładności pozycjonowania.
Silniki krokowe
Z drugiej strony, wielu inżynierów preferuje rozwiązania z liniowymi siłownikami krokowymi ze względu na łatwość integracji, doskonałą wydajność i niski koszt. Liniowe siłowniki krokowe składają się z silników krokowych z magnesami trwałymi, wirnika gwintowanego i zintegrowanego pręta żarnikowego, które zapewniają bezpośredni ruch liniowy w małych obudowach.
Czas publikacji: 19 czerwca 2024 r.