用 BRAND® 移液设备工作

对分析结果品质的要求不断提高,以及日益增长的样品量,要求容量仪能够尽可能高效地协助完成日常实验的操作。许多实验室仪器制造商针对这样的要求开发了专门的移液设备。这些仪器对传统的玻璃或塑料容量仪进行了改进,具有出色的精度,易于操作,工作效率更高。

大多数厂商的移液产品具有类似的原理,然而在设计细节与材料运用上每一家都会有所不同。在下面的章节里,我们将借BRAND® 的产品介绍一些最常用的移液设备与相应的功能原理和应用。

用 BRAND® 移液设备工作

 

用 BRAND® 移液设备工作

用瓶口分液器分液

“分液”的定义:

“分液”的意思是指排出特定量的液体。

为了简单、快速而又精确地移取试剂,瓶口分液器被广泛使用,代替倒入量筒的移液操作。它们可以直接安装或通过转接头安装在商用实验室试剂瓶上。再也不需要移液或倒出化学试剂。连续的移液操作尤其方便。

瓶口分液器的工作原理

通过向上移动活塞,预设量的液体就会被从试剂瓶吸入分液器的活塞腔。通过向下移动活塞,液体通过一个阀门系统和排液管被排出。不需设定凹液面或遵守等待时间。

瓶口分液器分为浮动活塞摩擦密封活塞两种类型。

 

浮筒活塞式瓶口分液器浮筒活塞式瓶口分液器

浮动活塞式瓶口分液器

该系统不需要活塞密封,因此非常耐用,维护方便。活塞安装在分液活塞腔中,没有接触。活塞与分液活塞腔之间由一个只有几千分之一毫米宽并充满液体的间隙分隔。这一层液体薄膜具有润滑剂的作用,使活塞能非常自如地滑动。

例如 BRAND® 的 Dispensette®

 

应用范围

应用范围

用于分配腐蚀性试剂,例如浓酸(如 H3PO4、H2SO4)、碱(如 NaOH、KOH)、盐溶液,以及许多有机溶剂:Dispensette® S

用于分配有机溶剂,例如氯化烃和氟化烃(如三氯三氟代乙烷和二氯甲烷),酸(例如浓 HCl 和 HNO3,),三氟乙酸 (TFA),四氢呋喃 (THF) 和过氧化物:有机型 Dispensette® S

对于分配 HF,我们建议使用具有铂铱阀门弹簧的痕量分析型 Dispensette® S。

材料

取决于不同的应用要求,接触液体的部件由各种具有特别防腐蚀能力的材料制成,例如陶瓷、铂铱、钽、ETFE、PFA 等。

 

始终安全第一!

在选择瓶口分液器时,应考虑仪器的安全性。例如,它在玻璃破裂时是否能减少人员受伤的危险?在对仪器润洗时,它如何避免意外溅洒?当排液管关闭时,如何做到与试剂的接触最少?

另外,用户还需要确认分液器与将要分配的试剂的相容性。这方面的信息一般可以在操作手册的“功能及使用限制”部分找到。如有疑问,可以直接联系制造商。关于计量仪的保养维护和监测方面的信息,亦可在操作手册中找到。




计量仪的监测 / 校准

为了按照 ISO 和 GLP 指引监测测量仪,应定期检查量具的准确度,必要时还需重新校准(参见第 33 页)。

摩擦密封活塞式瓶口分液器

除了“浮动活塞”式分液器以外,也使用具有“摩擦密封”活塞的仪器。常有报告指出这些系统需要使用较大的力量操作,且磨损会造成密封失效。

例如 BRAND® 的 seripettor®

这种系统的设计允许更换整个分液柱。吸液时需要较大的力操作,这一问题通过具有自提升功能的弹簧得以解决。我们可以使用相对廉价的分液器,在0.2 至 25 ml范围内完成简单的分液操作。
 

Bottletop dispensers with wiping-seal piston

应用范围与材料

应用范围包含日常移取低浓度碱和酸、生物缓冲液、细胞培养基、生物清洁剂和极性溶剂。

用瓶口滴定器滴定

滴定”的定义

滴定是一种定量分析溶解物的计量技术。

如何滴定?

用一个胖肚移液管,将一定量的样品(即含有未知量的溶解物 [例如醋酸] 的液体)置于三角烧瓶中。用水稀释后,加入 3 滴指示剂。然后不停地旋转摇动,从一个滴定管里加入已知浓度的合适的滴定剂(例如 0.1 M NaOH),直到指示剂变色表明到达滴定终点。用化学等式和所使用的滴定剂的体积,即可计算出样品中所溶解物质的量。
 

用瓶口滴定管滴定

用瓶口滴定管滴定

瓶口滴定器的工作原理

瓶口滴定器直接安装在试剂瓶上。向上移动活塞,液体就被从试剂瓶吸进滴定管活塞腔。然后向下移动活塞,液体就会通过一个排出管慢慢地流出,并添加到样品中,直到滴定结束,比如直到变色。

读取体积

可以直接从瓶口滴定器的显示器上读取流出的体积。没有凹液面读数误差。

例如 BRAND® 的 Titrette®,大小 10 ml、25 ml 和 50 ml

 

瓶口滴定管的工作原理

转动手轮即可移动活塞,这样做可以吸取或排出液体。仪器的电子装置会自动识别转动的方向,相应地补液或滴定。补液可以快速进行,然后精确地、非常缓慢地逐滴排出。在润洗过程中,回流阀使液体可以回流到瓶子里。因此,可以去除气泡,但不会损失媒质。仪器可以很容易地在实验室中拆卸以便清洗和维护保养。

应用范围

它可以用于许多水相和非水相溶液应用(例如 KOH 酒精溶液),最大 1 M。

材料

接触液体的部件由各种具有特别防腐蚀能力的材料制成,例如硅硼玻璃、PTFE、铂铱、Al2O3 陶瓷等。

使用空气式活塞移液器移液

“移液”的定义:

移液是准确地一次性吸取和排出液体的过程。

空气式活塞移液器用来转移水相液体,体积范围为微升至毫升。其工作原理基于空气界面。

工作原理

活塞在移液管腔中的上下运动造成气柱的负压或正压, 从而液体被吸入枪头或从枪头排出。气柱(空气界面)保持液体与活塞分开。

使用空气界面移液管移液

优点

不会弄湿仪器,液体只进入吸头。吸头只使用一次,杜绝了任何液体被带入下次操作。这点对要求无菌条件或不允许携带液体的应用极为重要。

校准

根据 ISO 和 GLP 指引对计量仪的监测要求,应定期校准(即检查)量具的准确度,必要时予以调节(参见第 33 页)。

手动单通道移液器

例如 BRAND® 的 Transferpette® S

在现在的常规实验室与科研实验室,精度与功能是对空气式活塞移液器的期待标准。

手动单通道移液管l

操作

操作操作

手动多通道移液器

这些移液器的工作原理亦是基于空气式活塞。它们允许同时进行 8 或 12 个移液操作。

微量移液技术要求移液到含有 8 x 12 个标准化间距的孔的微孔板中(96 孔板)。该技术可以用来检测极少量的蛋白等。这种技术只有用多通道移液器才能有效实现。多通道移液器是有效转移样品、连续稀释以及微孔板洗涤的理想工具。


应用领域 分析技术
临床诊断 免疫荧光 (IF)
食品分析 放射免疫测定 (RIA)
免疫学 酶免疫测定 (EIA, ELISA)
生物化学 细胞培养稀释
细胞培养  
 

例如 BRAND® 的 Transferpette® S -8/-12

例如 BRAND® 的 Transferpette® S -8/-12

例如 BRAND® 的 Transferpette® S -8/-12

操作

操作

人体工程学与劳损

频繁、重复性操作没有适当人体工程学设计的机械仪器,会造成长期受力,进而导致许多肌肉问题,统称为 RSI(重复性劳损)。特别容易受伤的区域是颈部、肩部、手臂和姆指。因此,实验室工作常常伴随腱鞘炎、腕管综合征等。尤其是微量移液器,无疲劳的操作已经成为非常重要的需求。

电子单通道和多通道移液器

工作原理

按动移液按钮启动吸取或排出功能(包括吹出)。移液器的活塞由一个马达带动,吸液和排液由微机控制。可用控制键选择各种移液模式。

电动移液器的优点

马达控制的移液器,加上人体工程学设计,使得操作无压力、无疲劳。在进行长时间的连续移液操作时,姆指的工作量大大减少,否则会增加患 RSI 综合症的风险!另外一个优点是,有些移液模式,例如凝胶电泳模式(精确显示出液体积)和分液模式,用手动移液管是不可能实现的。

电动移液器的优点

马达控制的移液管,加上人体工程学设计,使得操作无压力、无疲劳。在进行长时间的连续移液操作时,姆指的工作量大大减少,否则会增加患 RSI 综合症的风险!

另外一个优点是,有些移液模式,例如凝胶电泳模式(精确显示出液体积)和分液模式,用手动移液管是不可能实现的。
 

电子单通道和多通道移液管

对于电子单通道和多通道移液器,方便的设计、平衡的重量分布、直观的软件、以及清晰、易懂的技术文件,应该是标准。

排出试剂

将移液器吸头抵住容器壁。使移液器与容器壁成 30-45° 角,再按一下移液按钮 — 这时液体将排出。吹出操作自动进行!在这一过程中,在容器壁上划擦吸头。

弹出吸头

按一下吸头弹出器。


弹出管尖

电动微量移液器 Transferpette® 的移液模式

电子微量移液管 Transferpette® 的移液模式

移液

移液

标准模式。移液管吸取设定量的液体,然后排出。

 

 

取决于质量和设计,电子移液管还可以提供除移液功能之外的其他特别功能。例如,Transferpette® 电子移液管具有简化和加速校准的功能,而且还有电 池再生功能。

样品的混合

液体混合模式。样品被反复吸取和排出,混合循环次数将被显示出来。

“逆向”是什么意思?

在量取体积时逆向使用止动位。使用机械移液管进行如下操作:将移液按钮按到第二个止动位吸取试剂,然后任其完全滑回。然后按至第一个止动位,以排出设定体积的液体。

Program for mixing of liquids

反向移液

专为移取高黏度、高蒸汽压或易发泡液体所设计的程序。针对设定的体积,会额外吸入要“吹出”的体积。这些液体在排液后仍旧留在管尖中,用于防止意外的漏出、飞溅或者形成泡沫或气泡。

反向移液

专为移取高黏度、高蒸汽压或易发泡液体所设计的程序。针对设定的体积,会额外吸入要“吹出”的体积。这些液体在排液后仍旧留在管尖中,用于防止意外的漏出、飞溅或者形成泡沫或气泡。

分液

一种以一系列等份分液的程序模式。将已经吸取的液体逐次排出

用外置活塞移液器移液

在空气式活塞移液器达到其物理极限的困难应用中,外置活塞移液器是理想的代用品。它们非常适合移取极高或极低粘度、高蒸汽压、或易发泡试剂。

工作原理

与空气式活塞移液器不同,外置式活塞直接接触要移取的液体。活塞完全把吸头 / 毛细管壁擦拭干净 — 基本上可以观察到最后一滴离开管尖开口。这一原理总能提供可再现的结果,不论液体的物理性质如何。每次移液操作后,不需丢弃吸头或毛细管,因为对大多数应用而言,最小的湿润残留量是可以忽略不计的。如果担心液体带入下一次操作的问题,例如处理的是传染性或放射性媒质,则最好使用具有一次性吸头的空气式活塞移液器。

优点

准确度最高,操作快速。吸头或毛细管可以再用。不需要读取移液的凹液面。
 

例如 BRAND® 的 Transferpettor

例如 BRAND® 的 Transferpettor
 

例如 BRAND® 的 Transferpettor

应用范围

应用范围应用范围

量程设定 吸取试剂 排出试剂
旋转量程设定旋钮选择想要的理程。 将活塞按到止动位。将吸头没入试剂中,缓慢地让活塞退回以吸取试剂。 将毛细管 / 吸头抵住容器壁,将移液按钮再次按下到止动位。外置活塞移液器没有吹出功能!

 

操作(类似于空气式活塞移液器)

用连续等分分液

液体分配是医学、制药和生物实验室最重要和最常见的活动。最常用的技术为移液和分液。分液是指重复排出等量的液体。本章所述的分液器不需要在每步之后重复取液 — 与普通移液器相比,大大节省了时间。由于分液是一项很常用的技术,因此仪器的人体工程学设计至关重要。实验室里的分液任务很少完全由自动系统完成而不需要人工干预。一般情况下,使用连续等分还完成这些例行工作。

连续等分的类型:

  • 手动连续等分
  • 电动电子连续等分

工作原理

用手动连续等分,每一步排出的液体体积取决于活塞冲程和管尖的尺寸,而冲程长度取决于齿条的步数。因此,只有有限的特定的分液步数, 不能选择中间体积。这些仪器的一个主要优点是坚固耐用,缺点是操作常常造成疲劳。连续等分的工作基于成熟的外置活塞原理。因此,即使是难吸的高蒸气压、高粘度或易发泡试剂,对于连续等分都不成问题。根据不同的量程范围,连续等分可以安装不同尺寸的 PD 吸头。
 

用重复式移液管分液

手动重复式移液管,例如 BRAND® 的 HandyStep®

手动重复式移液管,例如 BRAND® 的 HandyStep® 手动重复式移液管,例如 BRAND® 的 HandyStep® 重复式移液管只吸液一次,然后逐步排液,从而简化了连续移液操作。吸液一次,可最多分 49 个步骤分配 2 μl 和 5 ml 的液体,这取决于 PD 管尖的尺寸。体积和步数的组合是由设定量程选择器键 (1-5) 和所使用的管尖尺寸决定的。BRAND® 的正排量管尖(PD 管尖)有 10 个不同的尺寸,分无菌和非无菌两种。其他制造商生产的兼容管尖也可以使用。

BRAND® 各种尺寸的外置活塞吸头(PD 吸头)可提供的组合

步数和体积范围

步数和体积范围

人体工程学与设计

重复操作手动仪器可以导致各种肌肉病痛,特别会影响颈部、肩部、手臂和姆指。对于连续分液管来说无疲劳操作是非常重要的要求,因为它们是专门用于连续移液操作的。对此,人体工程学设计是必不可少的要求,使用户能够在同一个工作体位无疲劳地长时间地进行移液操作。

电动连续等分

 

电动电子重复式移液管 工作原理:吸入和排出均由一个键控制。吸头内部的活塞由马达驱动,体积和步数由微机控制。人体工程学设计实现了无疲劳操作。活塞完全把吸头壁擦拭干净,从而提供可精确再现的结果,且没有空气界面的影响。外置活塞吸头可以用来移取高密度、高蒸气压力、挥发性、或易发泡的试剂。
与只允许有限个数的体积设定的手动重复式移液管不同 与只允许有限个数的体积设定的手动连续等分不同,电子连续等分允许连续选择中间体积,例如 1.01 ml。

与只允许有限个数的体积设定的手动重复式移液管不同


材料