Pokiaľ ide o meranie a dávkovanie špecifického objemu akejkoľvek kvapaliny, pipety sú v dnešnom laboratórnom prostredí nevyhnutné. V závislosti od veľkosti laboratória a objemu, ktorý je potrebné dávkovať, sa bežne používajú rôzne typy pipiet:
- Pipety na vytlačenie vzduchu
- Pipety s pozitívnym objemom
- Dávkovacie pipety
- Pipety s nastaviteľným rozsahom
V roku 2020 začíname vidieť, že mikropipety s vytláčaním vzduchu zohrávajú kľúčovú úlohu v boji proti COVID-19 a používajú sa na prípravu vzoriek na detekciu patogénov (napr. RT-PCR v reálnom čase). Zvyčajne sa môžu použiť dva rôzne typy pipiet, manuálne alebo motorizované pipety s vytláčaním vzduchu.
Manuálne pipety s výtlačným vzduchom vs. motorizované pipety s výtlačným vzduchom
V príklade pipety s výtlačným tlakom vzduchu sa piest pohybuje hore alebo dole vo vnútri pipety, čím sa vytvára negatívny alebo pozitívny tlak na stĺpec vzduchu. To umožňuje používateľovi vdychovať alebo vystrekovať kvapalnú vzorku pomocou jednorazovej špičky pipety, zatiaľ čo stĺpec vzduchu v špičke oddeľuje kvapalinu od nejednorazových častí pipety.
Pohyb piestu môže byť navrhnutý tak, aby ho vykonával manuálne operátor alebo elektronicky, t. j. operátor pohybuje piestom pomocou motora ovládaného tlačidlom.
Obmedzenia manuálnych pipiet
Dlhodobé používanie manuálnych pipiet môže spôsobiť nepohodlie a dokonca aj zranenie obsluhe. Sila potrebná na dávkovanie tekutín a vysunutie hrotu pipety v kombinácii s častými opakujúcimi sa pohybmi počas niekoľkých hodín môže zvýšiť riziko opakovaného natiahnutia svalov (RS - repetitívne svalové napätie).
Manuálne pipety vyžadujú stlačenie tlačidla palcom na uvoľnenie kvapaliny, zatiaľ čo elektronické pipety ponúkajú lepšiu ergonómiu s elektronicky spúšťaným tlačidlom v tomto príklade.
Elektronické alternatívy
Elektronické alebo motorizované pipety sú ergonomickými alternatívami k manuálnym pipetám, ktoré účinne zlepšujú výstup vzorky a zabezpečujú presnosť a správnosť. Na rozdiel od tradičných tlačidiel ovládaných palcom a manuálneho nastavenia objemu sú elektrické pipety vybavené digitálnym rozhraním na nastavenie objemu a nasávanie a vypúšťanie pomocou elektricky poháňaného piestu.
Výber motora pre elektronické pipety
Keďže pipetovanie je často prvým krokom vo viacstupňovom procese, akékoľvek nepresnosti alebo nedostatky, ktoré sa vyskytnú pri meraní tejto malej časti kvapaliny, sa dajú pocítiť počas celého procesu, čo v konečnom dôsledku ovplyvňuje celkovú presnosť a precíznosť.
Čo je presnosť a precíznosť?
Presnosť sa dosiahne, keď pipeta dávkuje rovnaký objem viackrát. Presnosť sa dosiahne, keď pipeta dávkuje cieľový objem presne bez akejkoľvek chyby. Presnosť a správnosť je ťažké dosiahnuť súčasne, napriek tomu odvetvia, ktoré používajú pipety, vyžadujú presnosť aj správnosť. V skutočnosti je to práve tento kriticky vysoký štandard, ktorý umožňuje reprodukovať experimentálne výsledky.
Srdcom každej elektronickej pipety je jej motor, ktorý významne ovplyvňuje presnosť a správnosť pipety, okrem mnohých ďalších dôležitých faktorov, ako je veľkosť puzdra, výkon a hmotnosť. Konštruktéri pipiet si primárne vyberajú buď krokové lineárne aktuátory, alebo jednosmerné motory. Krokové aj jednosmerné motory však majú svoje výhody a nevýhody.
Jednosmerné motory
Jednosmerné motory sú jednoduché motory, ktoré sa otáčajú pri pripojení jednosmerného prúdu. Na ich chod nevyžadujú zložité pripojenia. Vzhľadom na požiadavky na lineárny pohyb elektronických pipiet však riešenia s jednosmernými motormi vyžadujú dodatočnú vodiacu skrutku a prevodovku na premenu rotačného pohybu na lineárny pohyb a zabezpečenie požadovanej sily. Riešenia s jednosmernými motormi tiež vyžadujú mechanizmus spätnej väzby vo forme optického snímača alebo enkodéra na presné riadenie polohy lineárneho piestu. Vzhľadom na vysokú zotrvačnosť rotora môžu niektorí konštruktéri pridať aj brzdový systém na zlepšenie presnosti polohovania.
Krokové motory
Na druhej strane, mnoho inžinierov uprednostňuje riešenia s krokovými lineárnymi aktuátormi kvôli ich jednoduchej integrácii, vynikajúcemu výkonu a nízkym nákladom. Krokové lineárne aktuátory pozostávajú z krokových motorov s permanentnými magnetmi, závitovým rotorom a integrovanou vláknovou tyčou na vytváranie priameho lineárneho pohybu v malých puzdrách.
Čas uverejnenia: 19. júna 2024