Når det gjelder å måle og dispensere et spesifikt volum av en hvilken som helst væske, er pipetter uunnværlige i dagens laboratoriemiljø. Avhengig av størrelsen på laboratoriet og volumet som må dispenseres, brukes forskjellige typer pipetter ofte:
- Luftforskyvningspipetter
- Positive fortrengningspipetter
- Doseringspipetter
- Pipetter med justerbart område
I 2020 begynner vi å se at luftforskyvningsmikropipetter spiller en avgjørende rolle i kampen mot COVID-19, og de brukes til prøveforberedelse for patogenpåvisning (f.eks. sanntids RT-PCR). Vanligvis kan to forskjellige design brukes, manuelle eller motoriserte luftforskyvningspipetter.
Manuelle luftforskyvningspipetter vs. motoriserte luftforskyvningspipetter
I eksemplet med en luftforskyvningspipette beveges et stempel opp eller ned inne i pipetten for å skape negativt eller positivt trykk på luftsøylen. Dette lar brukeren inhalere eller sprute ut en væskeprøve ved hjelp av en engangspipettespiss, mens luftsøylen i spissen skiller væsken fra pipettens ikke-engangsdeler.
Stempelbevegelsen kan utformes slik at den gjøres manuelt av operatøren eller elektronisk, dvs. at operatøren beveger stempelet ved hjelp av en trykknappstyrt motor.
Begrensninger ved manuelle pipetter
Langvarig bruk av manuelle pipetter kan forårsake ubehag og til og med skade for operatøren. Kraften som kreves for å dispensere væsker og skyve ut pipettespissen, kombinert med hyppige repeterende bevegelser over flere timer, kan øke risikoen for RS (repetitive muscle strain) i leddene, spesielt i tommelen, albuen, håndleddet og skulderen.
Manuelle pipetter krever at tommelknappen trykkes ned for å slippe ut væsken, mens elektroniske pipetter gir bedre ergonomi med en elektronisk utløst knapp i dette eksemplet.
Elektroniske alternativer
Elektroniske eller motoriserte pipetter er ergonomiske alternativer til manuelle pipetter som effektivt forbedrer prøveutgangen og sikrer presisjon og nøyaktighet. I motsetning til tradisjonelle tommelstyrte knapper og manuelle volumjusteringer, leveres elektriske pipetter med et digitalt grensesnitt for å justere volum og aspirere og tømme via et elektrisk drevet stempel.
Motorvalg for elektroniske pipetter
Fordi pipettering ofte er det første trinnet i en flertrinnsprosess, kan eventuelle unøyaktigheter eller ufullkommenheter som oppstår når man måler denne lille væskemengden merkes gjennom hele prosessen, noe som til slutt påvirker den generelle nøyaktigheten og presisjonen.
Hva er nøyaktighet og presisjon?
Nøyaktighet oppnås når en pipette dispenserer det samme volumet flere ganger. Nøyaktighet oppnås når pipetten dispenserer målvolumet nøyaktig uten feil. Presisjon og nøyaktighet er vanskelig å oppnå samtidig, men industriene som bruker pipetter krever både presisjon og nøyaktighet. Faktisk er det denne kritisk høye standarden som gjør det mulig å reprodusere eksperimentelle resultater.
Hjertet i enhver elektronisk pipette er motoren, som påvirker pipettens presisjon og nøyaktighet betydelig, i tillegg til en rekke andre viktige faktorer som pakningsstørrelse, effekt og vekt. Pipettdesigningeniører velger primært enten stepper-lineære aktuatorer eller likestrømsmotorer. Imidlertid har både steppermotorer og likestrømsmotorer sine egne fordeler og ulemper.
DC-motorer
DC-motorer er enkle motorer som roterer når likestrøm tilføres. De krever ikke kompliserte tilkoblinger for å få motoren til å kjøre. Gitt de lineære bevegelseskravene til elektroniske pipetter, krever imidlertid DC-motorløsninger en ekstra ledeskrue og gir for å konvertere rotasjonsbevegelsen til lineær bevegelse og gi den nødvendige kraften. DC-løsninger krever også en tilbakekoblingsmekanisme i form av en optisk sensor eller encoder for å kontrollere posisjonen til det lineære stempelet nøyaktig. På grunn av rotorens høye treghet kan noen designere også legge til et bremsesystem for å forbedre posisjoneringsnøyaktigheten.
Steppermotorer
På den annen side foretrekker mange ingeniører lineære aktuatorløsninger med stepper på grunn av deres enkle integrering, utmerkede ytelse og lave kostnader. Lineære stepperaktuatorer består av permanentmagnetiske steppermotorer med en gjenget rotor og en integrert filamentstang for å produsere direkte lineær bevegelse i små pakker.
Publisert: 19. juni 2024