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移液器
來源:互聯網

移液器(Pipette),又稱移液槍。是一種具有一定量程范圍,可將液體從容器內吸出,移入另一容器內的計量器具。

移液器最早出現于1956年,由德國生理化學研究所的科學家H.詩尼特格爾發明。1958年,德國艾本德公司開始生產按鈕式微量加樣器,成為世界上第一家生產微量移液器的公司。移液器由控制按鈕、吸頭推卸按鈕、體積顯示窗、套筒、彈性吸嘴、吸頭等部分組成。作為量出式量器,分為定量和可調兩大類,型式分為單頭型和多頭型。移液器具有取樣準確、自身輕巧、使用方便、容易維護等優點,得到了越來越多行業的青睞,也逐漸成為小容量專業的主要檢定計量器具。被廣泛用于醫療衛生、生物、制藥、能源、化學等領域,是進行科學研究、臨床檢測與診斷必需的基本設備。

歷史沿革

移液器最早出現于1956年,由德國生理化學研究所的科學家H.詩尼特格爾發明。

1958年德國艾本德(Eppendorf)公司開始生產按鈕式微量加樣器,成為世界上第一家生產移液器的公司。

1968年,芬蘭Labsystem(雷勃)發明了多道固定量程移液器,大大提高了移液操作的工作效率。

20世紀70年代初,法國Gilson推出了第一支單道可調量程移液器,命名為Pipetman。70年代末,Gilson又對其進行改造,使吸液/排液按鈕與退吸頭按鈕相互獨立。由此Gilson依靠Pipetman,迅速成為全球移液器市場的No.1,保持將近20年。

20世紀80年代,丹麥計算機輔助工藝過程設計推出了可半支滅菌的移液器,德國艾本德推出了可整支滅菌的移液器Reference系列。

1984年,美國RAININ(瑞寧)推出電動移液器。

2011年,芬蘭百得公司的電動移液器首次上市,減少人為操作時間,提高工作效率。

工作原理

微量移液器的工作原理包括兩種:使用空氣墊移液,又稱活塞沖程:使用無空氣墊的活塞進行正移動移液。這兩種不同原理的微量移液器有其不同的特定應用范圍。

空氣墊移液器

該類移液器適用于固定或可調體積液體的加樣??諝鈮|的作用是將吸于一次性吸買內的液體樣本與加樣器內的活塞分隔開來,空氣墊通過加樣器活塞的彈簧樣運動而移動,進而帶動吸頭中的液體,死體積和一次性吸頭中高度的增加決定了加樣中空氣墊的膨脹程度。因此,活塞移動的體積必須比所希望吸取的體積要大2%~4%。一次性吸買是加樣系統的一個重要組成部分,其形狀、材料特性及與加樣器的吻合程度對加樣的準確度有很大的影響。

活塞正移動移液器

該類移液器以活塞正移動為吸力,與空氣墊移液器所受物理因素的影響不同。因此,在空氣墊移液器難以應用的情況下,活塞正移動加樣器可以應用,如具有高蒸氣壓的、高黏稠度以及密度大于 2.0/cm的液體;又如在臨床聚合酶鏈反應(PCR) 測定中,為防止氣溶膠的產生,最好使用活塞正移動移液器。活塞正移動移液器的吸頭與空氣墊加樣器吸頭有所不同,其內含一個可與加樣器的活塞耦合的活塞。這種吸頭一般由生產活塞正移動移液器的廠家配套生產,不能使用通常的吸頭或不同廠家的吸頭。

基本構造

移液器的組成部件包括推動按鈕、推動桿、卸槍頭(一次性吸頭)按鈕、刻度調節輪體積刻度顯示屏、吸液桿、卸槍頭(一次性吸買)器、可拆卸的槍買(一次性吸頭)等。

基本分類

移液器有不同種類的分類方法:

(1) 按移液是否手動來分:手動移液器、電動移液器。

電動移液器分為帶小型變壓器的電動移液器和充電式電動移液器兩種。帶小型變壓器的電動移液器使用時需接通交流電電源,而充電式電動移液器應預先充電,使用時不需接通交流電源。電動移液器可以配裝各種規格的移液器,可吸1~20ml溶液。

手動和電動移液器均有單道移液器和多道移液器之分,單道移液器又可有不同的型號,常見的有0.1~2.5μl、0.5~10μl、2~20μl、5~50μl、10 -100μl、20 ~200μl、50 - 200μl、100 -1000μl、200 -1000μl、1-5ml等;多道移液器常見類型有4道、8道、12道移液器。而4道移液器有5~50μl、50~250μl。8道12道移液器均有0.5-10μl、5-50μl、50~250μl、50~300μl。

(2) 按量程是否可調來分:固定移液器、可調移液器。

(3)按排出的通道來分:單道和8道、12道、96道工作站

多通道可調式微移液器有八通道、十二通道兩種類型,具有微調節裝置。多通道移液器適合于多孔培養板尤其是96孔培養板,可同時向一排培養孔內加入液體或從排培養孔中吸取液體。對于每一種移液器,都有各種規格的吸頭與之相配,均為一次性使用,用后棄掉。

(4) 按滅菌情況可分為:半支滅菌、整支滅菌。

(5) 根據移液器的特殊用途可將其分為全消毒移液器、大容量移液器、瓶口移液器、連續注射移液器等。

應用領域

移液器廣泛用于醫院、輸血站、生化實驗室、環境實驗室、制藥實驗室、食品實驗室等分析實驗室的精密微量取樣,可以對少量液體樣品及試液進行迅速、準確的定量取樣和加樣。在中國,移液器作為主要計量器具,其容量量值的準確性能更好地保證石油化工、醫療衛生、食品安全、環境監測等領域分析工作中微小容量量值傳遞的準確性。

使用方法

容量設定

容量設定可通過容量調節輪的旋轉來完成。正確的容量設定有兩個步驟是粗調,即通過排放按鈕將容量值迅速調整至接近需要的預想值;二是細調,當容量值接近需要的預想值以后,應將移液器橫置,水平放至在觀察者的眼前,通過調節輪慢慢地將容量值調至預想值,從而避免視覺誤差所造成的影響。

吸頭安裝

正確的安裝方法是采用旋轉安裝法。首先,將一次性吸頭按照尖端朝下的方式固定在吸頭盒中:其次,將移液器的吸液桿頂端插向吸頭,在輕輕下壓的同時,將移液器沿逆時針方向旋轉180°,直至聽到“咔噠”聲響,此時槍頭與槍身完成緊密貼合,可實現良好的氣密性并防止漏液。不能過猛更不能采取“剁吸頭”的方法來進行安裝,以免損傷移液器。

預洗吸頭

安裝吸頭或增大容量值以后,首先,應該把需要轉移的液體吸取、排放2~3次,目的是使吸頭內壁形成一道同質液膜,以確保移液工作的精度和準度使整個移液過程具有相對較高的重現性。其次,在吸取有機溶劑或高揮發液體時,揮發性氣體會在吸液桿室內形成負壓,產生漏液的情況,這就需要預洗4~6 次,使吸液桿室內的氣體達到飽和,如此操作,負就會自動消失。

吸液

先將移液器推動按鈕按至第一停點,再將吸頭垂直浸入液面。浸入的深度為:10L量程以下的取小于或等于1mm;10~100 L量程、20~200L量程的取小于或等于2mm;100~1000L量程的取小于或等于3mm。吸滿液體后,要平穩松開按鈕,不能過快。

放液

放液時,吸頭緊貼容器壁,先將排放按鈕按至第一停點,略作停頓后,再按至第二停點,這樣做可以確保吸頭內無殘留液體。如果仍然有殘留液體,則可能是吸頭與吸液桿的連接處出現縫隙?;蛭^本身異常,應考慮更換吸頭。

卸掉吸頭

放液后,推動卸槍頭按鈕,將吸頭卸掉。

正確放置

移液器使用完畢后,調節至最大量程,可采用酒精棉擦拭移液器,并置于移液器架上。

注意事項

(1)當移液器吸嘴有液體時切勿將移液器水平或倒置放置,以防液體流人活塞室腐蝕移液器活塞。

(2) 正確使用移液器吸液、排液,以達高準度。

(3)平時檢是否漏液法:吸后在液體中1-3秒,觀察吸頭內液是否下降。如果液面下降首先檢查吸頭是否有問題,如有問題更換吸頭,更換吸頭后液面仍下降說明活塞組件有問題,應找專業維修人員修理。

(4)需要高溫消毒的移液器應首先查閱所使用的移液器否適合高溫消毒再行處理。

維護

移液器應根據使用頻率進行適當維護,至少應每 3 個月進行 1次檢查移液器是否清潔尤其要注意移液嘴連接部分,并進行檢測和校準。長期維護時需要清潔移液器內部,必須由經培訓合格的人員拆卸。

移液器內外部清潔

(1)外殼的清潔:使用肥皂液、洗潔精或 60%的2-丙醇來擦洗,然后用純水淋洗,晾干即可。

(2)內部的清潔:參照說明書將移液器的下半部分拆卸開來,拆下來的部件可用肥皂液、洗潔精或 60%的異丙醇溶液清潔,純水沖洗干凈,晾干,然后在活塞表面涂上一層薄薄的硅油脂(起潤滑作用)。

移液器的消毒滅菌處理

(1)常規高溫高壓滅菌處理:用滅菌袋、錫紙或牛皮紙等材料包裝滅菌部件。121℃,100kPa,20min滅菌完畢,在室溫下完全晾干后活塞表面涂上一層薄薄的硅酮油脂,再組裝。

(2)紫外線照射滅菌:整支移液器和其零部件可暴露于紫外線照射下,進行表面消毒。

移液器上DNA 污染的去處

有些移液器配有專門清除移液器上DNA 的清洗液,將移波器下半部分拆卸下來的內外套筒扳手,在 95℃下于清洗液中浸泡 30min,再用蒸留水將套簡沖洗干凈。60℃下烘干或完全晾干,最后在活塞表面涂上硅酮油脂并將其部件組裝。

檢測與校準

1.氣密性檢測

(1)目視法檢測:將吸取液體后的移液器垂直靜置 15s,觀察是否有液滴緩慢流出。若有流出,說明有漏氣現象。

(2)壓力泵檢測:使用專用的壓力泵,檢測壓力情況,判斷是否漏氣。

2.準確性檢測

(1)檢定條件:被檢移液器應置于室內 4h 以上;室溫 20℃±5℃,變化不大于1℃/h;檢定的純水置于同室 24h 以上,與室溫溫差不大于2℃。

(2)檢定步驟:

量程小于1μL建議用分光光度法檢測。將移液器調至目標體積,然后移取已知標準染料溶液,加人一定體積純水中,測定溶液的吸光度(340nm 或334nm),重復操作幾次,取均值判斷移液器的準確性。

量程大于1μL用稱重法檢測。先稱量空稱量杯,用移液器吸取要求容量的純水放到稱量杯中,稱量,同時記錄純水的溫度。重復 6 次,每次測量誤差不大于表 2-1 規定的值。記錄水的質量(m),按V20=mK(t)公式計算被檢移液器在標準溫度(20℃)下的實際容量值。

檢定時純水的溫度所對應的 K(t)(水的密度)值,見下圖。

移液器容量的相對誤差(E)計算:用 6 次測定的相對平均值(V平均)計算與標稱容量(V標稱)的相對誤差。

移液器容量重復性的計算:用測量的相對標準偏差計算容量重復性。

檢定周期:移液器的檢定周期為1年。E=(V標稱一V平均)/ V平均 X 100%

(注:鈉鈣玻璃體脹系數25X10-6℃-1,空氣密度0001 2g / cm3)

新購進的移液器或正在使用的移液器,由于長期使用會造成其設定體積與吸取體積的誤差,為保證移液器轉移液體的準確性,必須對其進行定期檢定校準,并建立檔案。一般實驗室常規檢測不能完全取代專業的校準工作。現在一些大型移液器制造商均采用全球統一的移液器標準操作規范,采用專業的校正系統,通過計算機對分析天平進行在線控制,測量、數據采集、計算、結果評價等由軟件控制完成,排除了人為操縱校準結果的可能性,提供專業的校準和維修服務。

發展趨勢

隨著醫療衛生、生物、制藥、能源等領域的發展,移液器作為近幾年的新產品,其加樣更為精確,有利于提高實驗的準確性與重復性,解決了大量分析試驗中快速、準確微量取樣的難題,替代了部分玻璃量器,在上述領域取得了廣泛應用。同時針對移液器的檢測校準方法也呈現了多元化發展,光度吸收法、酸堿滴定法、電位滴定法等方法也開始成為國際計量領域的研究熱點。

參考資料 >

移液器.中國大百科全書.2024-01-28

移液器的歷史.浙江工業大學微信公眾平臺.2024-01-29

2011年下半年發布儀器新品:實驗室常用設備類.儀器信息網.2024-01-29

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