Jeśli chodzi o pomiar i dozowanie określonej objętości dowolnej cieczy, pipety są niezbędne w dzisiejszym środowisku laboratoryjnym. W zależności od wielkości laboratorium i objętości, która musi zostać dozowana, powszechnie stosuje się różne rodzaje pipet:
- Pipety wyporowe
- Pipety wyporowe
- Pipety dozujące
- Pipety o regulowanym zakresie
W 2020 roku zaczynamy dostrzegać, że mikropipety z wyporem powietrznym odgrywają kluczową rolę w walce z COVID-19 i są wykorzystywane do przygotowywania próbek do wykrywania patogenów (np. RT-PCR w czasie rzeczywistym). Zazwyczaj można stosować dwa różne projekty: ręczne lub zmechanizowane pipety z wyporem powietrznym.
Pipety z ręcznym przesuwem powietrza kontra pipety z silnikiem przesuwu powietrza
W przykładzie pipety z wyporem powietrza tłok jest przesuwany w górę lub w dół wewnątrz pipety, aby wytworzyć ujemne lub dodatnie ciśnienie w kolumnie powietrza. Pozwala to użytkownikowi na wdychanie lub wyrzucanie próbki cieczy za pomocą jednorazowej końcówki pipety, podczas gdy kolumna powietrza w końcówce oddziela ciecz od niejednorazowych części pipety.
Ruch tłoka może być tak zaprojektowany, aby mógł być wykonywany ręcznie przez operatora lub elektronicznie, tzn. operator porusza tłokiem za pomocą silnika sterowanego przyciskiem.
Ograniczenia pipet ręcznych
Długotrwałe używanie ręcznych pipet może powodować dyskomfort, a nawet obrażenia operatora. Siła wymagana do dozowania płynów i wysuwania końcówki pipety, w połączeniu z częstymi, powtarzalnymi ruchami przez kilka godzin, może zwiększyć ryzyko RS (powtarzające się przeciążenie mięśni) stawów, zwłaszcza kciuka, łokcia, nadgarstka i barku.
Pipety ręczne wymagają naciśnięcia przycisku kciukiem, aby uwolnić ciecz, natomiast pipety elektroniczne oferują lepszą ergonomię, gdyż w tym przypadku mają przycisk uruchamiany elektronicznie.
Alternatywy elektroniczne
Pipety elektroniczne lub napędzane silnikiem to ergonomiczne alternatywy dla pipet ręcznych, które skutecznie poprawiają wydajność próbek i zapewniają 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 zasysania i rozładowywania za pomocą tłoka napędzanego elektrycznie.
Wybór silnika do pipet elektronicznych
Ponieważ pipetowanie stanowi często pierwszy krok w wieloetapowym procesie, 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 dozuje tę samą objętość wielokrotnie. Dokładność osiąga się, gdy pipeta dozuje docelową objętość dokładnie bez żadnego błędu. Precyzję i dokładność trudno osiągnąć jednocześnie, jednak branże, które używają pipet, wymagają zarówno precyzji, jak i dokładności. W rzeczywistości to właśnie ten krytycznie wysoki standard umożliwia odtwarzanie wyników eksperymentalnych.
Sercem każdej pipety elektronicznej jest jej silnik, który znacząco wpływa na precyzję i dokładność pipety, oprócz szeregu innych ważnych czynników, takich jak rozmiar opakowania, moc i waga. Inżynierowie projektujący pipety wybierają przede wszystkim albo siłowniki liniowe krokowe, albo 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, gdy jest podawane zasilanie prądem stałym. Nie wymagają skomplikowanych połączeń, aby silnik działał. Jednak biorąc pod uwagę wymagania ruchu liniowego pipet elektronicznych, rozwiązania silników 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 dokładnie kontrolować położenie tłoka liniowego. Ze względu na dużą bezwładność wirnika niektórzy projektanci mogą również dodać układ hamulcowy, aby poprawić dokładność pozycjonowania.
Silniki krokowe
Z drugiej strony wielu inżynierów preferuje rozwiązania siłowników liniowych krokowych ze względu na łatwość integracji, doskonałą wydajność i niski koszt. Siłowniki liniowe krokowe składają się z silników krokowych z magnesami trwałymi z wirnikiem gwintowanym i zintegrowanym prętem filamentowym, aby wytwarzać bezpośredni ruch liniowy w małych pakietach.
Czas publikacji: 19-06-2024