stringtranslate.com

Пипетка

Пипетка (иногда пишется как пипетка ) — это тип лабораторного инструмента, обычно используемый в химии и биологии для транспортировки отмеренного объема жидкости, часто в качестве дозатора сред . Пипетки бывают нескольких конструкций для различных целей с разным уровнем точности : от цельных стеклянных пипеток до более сложных регулируемых или электронных пипеток. Многие типы пипеток работают путем создания частичного вакуума над камерой, удерживающей жидкость, и избирательного выпуска этого вакуума для забора и дозирования жидкости. Точность измерений сильно варьируется в зависимости от прибора.

История

Первые простые пипетки были сделаны из стекла, например пипетки Пастера . Большие пипетки по-прежнему изготавливаются из стекла; другие изготовлены из сжимаемого пластика для ситуаций, когда точный объем не требуется.

Первая микропипетка была запатентована в 1957 году доктором Генрихом Шнитгером ( Марбург , Германия). Основатель компании Eppendorf , доктор Генрих Нетелер, унаследовал права и начал коммерческое производство микропипеток в 1961 году.

Регулируемая микропипетка — изобретение штата Висконсин, разработанное в результате взаимодействия нескольких людей, в первую очередь изобретателя Уоррена Гилсона и Генри Ларди, профессора биохимии в Университете Висконсин-Мэдисон . [1] [2]

Номенклатура

Хотя для каждого типа пипеток существуют отдельные названия, на практике любой тип можно называть «пипеткой». [3] Пипетки объемом менее 1000  мкл иногда называют микропипетками.

Термины «пипетка» и «пипетка» используются как взаимозаменяемые, несмотря на незначительные исторические различия в их использовании. [4]

Обычные пипетки

Микропипетки с вытеснением воздухом

Одноканальные пипетки, рассчитанные на 1–5 мл и 100–1000 мкл, с системой блокировки.
Пипетка емкостью 5000 мкл (5 мл) с указанием переносимого объема. 500 означает, что переданное количество составляет 5000 мкл.
Пипетка емкостью 1000 мкл (1 мл) с указанием переносимого объема.
Разнообразие наконечников для пипеток

Микропипетки с вытеснением воздухом — это тип регулируемых микропипеток, которые доставляют отмеренный объем жидкости; в зависимости от размера он может составлять от 0,1  до 1000 мкл (1 мл). Для этих пипеток требуются одноразовые наконечники, контактирующие с жидкостью. Четыре стандартных размера микропипеток соответствуют четырем различным цветам одноразовых наконечников:

Эти пипетки работают за счет вытеснения воздуха с помощью поршня . Вакуум создается за счет вертикального перемещения металлического или керамического поршня внутри герметичного рукава. Когда поршень движется вверх под действием давления плунжера, в пространстве, оставленном поршнем, создается вакуум. Жидкость вокруг наконечника перемещается в этот вакуум (вместе с воздухом в наконечнике), а затем может транспортироваться и выпускаться по мере необходимости. Эти пипетки способны работать очень точно и аккуратно. Однако, поскольку они основаны на вытеснении воздуха, они подвержены неточностям, вызванным изменением окружающей среды, особенно температуры и техники пользователя. По этим причинам данное оборудование необходимо тщательно обслуживать и калибровать, а пользователи должны быть обучены правильному и последовательному выполнению техники.

Микропипетка была изобретена и запатентована в 1960 году доктором Генрихом Шнитгером в Марбурге , Германия. Впоследствии соучредитель биотехнологической компании Eppendorf доктор Генрих Нетелер унаследовал права и положил начало глобальному и всеобщему использованию микропипеток в лабораториях. В 1972 году регулируемая микропипетка была изобретена в Университете Висконсин-Мэдисон несколькими людьми, в первую очередь Уорреном Гилсоном и Генри Ларди. [5]

Типы пипеток с вытеснением воздухом включают:

Независимо от марки и стоимости пипетки, каждый производитель микропипеток рекомендует проверять калибровку не реже одного раза в шесть месяцев, если они используются регулярно. Компании фармацевтической или пищевой промышленности обязаны калибровать свои пипетки ежеквартально (каждые три месяца). Школы, в которых проводятся уроки химии , могут проводить этот процесс ежегодно. Те, кто изучает судебно-медицинскую экспертизу и исследования, где большое количество испытаний является обычным явлением, будут проводить ежемесячные калибровки.

Электронная пипетка

Чтобы свести к минимуму возможное развитие скелетно-мышечных нарушений из-за повторяющегося пипетирования, электронные пипетки обычно заменяют механические версии.

Одноканальные электронные пипетки , рассчитанные на объем 0,5–10 мл.
Электронные многоканальные пипетки VIAFLO от INTEGRA Biosciences
Электронные многоканальные пипетки VIAFLO от INTEGRA Biosciences

Положительная пипетка вытеснения

Они похожи на пипетки с вытеснением воздухом, но используются реже и используются во избежание загрязнения, а также для летучих или вязких веществ в небольших объемах, таких как ДНК . Основное отличие состоит в том, что одноразовый наконечник представляет собой микрошприц (пластик), состоящий из капилляра и поршня (подвижная внутренняя часть), который непосредственно вытесняет жидкость.

Объемные пипетки

Несколько размеров мерной пипетки.

Объемные пипетки или пипетки с грушей позволяют пользователю чрезвычайно точно измерять объем раствора (точность до четырех значащих цифр). Эти пипетки имеют большую колбу с длинной узкой частью сверху с единственной градуировкой, поскольку они откалиброваны на один объем (как мерная колба ). Типичные объемы составляют 20, 50 и 100 мл. Мерные пипетки обычно используются для приготовления лабораторных растворов из базового материала, а также для приготовления растворов для титрования .

Градуированные пипетки

Градуированные пипетки — это тип макропипетки, состоящей из длинной трубки с рядом градуировок, как на градуированном цилиндре или бюретке , для обозначения различных калиброванных объемов. Им также требуется источник вакуума; на заре химии и биологии использовался рот. Правила техники безопасности включали заявление: «Никогда не пипетируйте через рот KCN, NH3, сильные кислоты, основания и соли ртути». Некоторые пипетки изготавливались с двумя пузырьками между мундштуком и линией уровня раствора, чтобы защитить химика от случайного проглатывания раствора.

Пипетка Пастера

Пипетки Пастера с резиновыми грушами.

Пипетки Пастера — это пластиковые или стеклянные пипетки, используемые для переноса небольших количеств жидкостей, но не градуированные и не калиброванные для какого-либо конкретного объема. Груша отделена от корпуса пипетки. Пипетки Пастера также называют сосковыми пипетками , капельницами , глазными капельницами и химическими капельницами .

Пипетки для переноса

Пипетка для переноса

Пипетки для переноса , также известные как пипетки Берала , похожи на пипетки Пастера, но сделаны из цельного куска пластика, а их колба может служить камерой для хранения жидкости.

Специализированные пипетки

Пипеточный шприц

Шприцы для пипетирования — это ручные устройства, сочетающие в себе функции мерных (грушевых) пипеток, градуированных пипеток и бюреток . Они откалиброваны по объемным стандартам класса А ISO . Используется стеклянная или пластиковая пробирка для пипеток с поршнем, управляемым большим пальцем, и уплотнением из ПТФЭ , которое скользит внутри пипетки в режиме принудительного вытеснения. Такое устройство можно использовать для самых разных жидкостей (водных, вязких и летучих жидкостей; углеводородов; эфирных масел и смесей) в объемах от 0,5 до 25 мл. Такое расположение обеспечивает повышение точности, безопасности обращения, надежности, экономичности и универсальности. Для использования шприца для пипетирования не требуются одноразовые наконечники или вспомогательные приспособления для пипетирования.

Пипетка Ван Слайка

Пипетка Ван Слайка, изобретенная Дональдом Декстером Ван Слайком , представляет собой градуированную пипетку, обычно используемую в медицинской технике вместе с серологическими пипетками для объемного анализа. [6]

Пипетка Оствальда – Фолина

Пипетка Оствальда-Фолина, разработанная Вильгельмом Оствальдом и усовершенствованная Отто Фолином , представляет собой тип мерной пипетки, используемой для измерения вязких жидкостей, таких как цельная кровь или сыворотка. [7] [8]

Пипетка Винклера-Денниса для сжигания газа

Пипетка для сжигания газа Винклера-Денниса, разработанная Клеменсом Винклером и усовершенствованная Луи Манро Деннисом, представляет собой аппарат для контролируемой реакции жидкостей под действием слабого электрического тока и подачи кислорода. [9]

Стеклянная микропипетка

Пипетки Carlsberg, стеклянные микропипетки, названные в честь места их изобретения и первого использования, Лаборатория Carlsberg, Отделение физиологии, Копенгаген, Дания. Используется с мундштуком для точных биохимических и физиологических лабораторных исследований. Сверху: пипетки с двойным сужением на 1 и 10 микролитров; пипетки одинарного сужения по 200; 2000; и 10 000 микролитров
Микропипетка из боросиликатного стекла , вытянутая с помощью съемника микропипеток Flaming/Brown P-97.

Они используются для физического взаимодействия с микроскопическими образцами, например, в процедурах микроинъекции и фиксации пластыря . Большинство микропипеток изготовлены из боросиликата , алюмосиликата или кварца , при этом доступны стеклянные трубки многих типов и размеров. Каждая из этих композиций обладает уникальными свойствами, которые определяют подходящее применение.

Стеклянные микропипетки изготавливаются с помощью устройства для извлечения микропипеток и обычно используются в микроманипуляторах .

Микрофлюидная пипетка

Недавнее появление в области микропипеток объединяет универсальность микрофлюидики в свободно позиционируемой платформе для пипеток. На кончике устройства создается локализованная зона потока, позволяющая постоянно контролировать нанолитровую среду непосредственно перед пипеткой. Пипетки изготовлены из полидиметилсилоксана (ПДМС), который получают методом реактивного литья под давлением. Соединение этих пипеток с помощью пневматики позволяет загружать и переключать несколько растворов по требованию, время смены растворов составляет 100 мс.
Изобретён Аларом Айнлой, который в настоящее время находится в лаборатории биофизических технологий [10] Технологического университета Чалмерса в Швеции. [11]

Пипетки чрезвычайно малого объема

Зептолитровая пипетка была разработана в Брукхейвенской национальной лаборатории . Пипетка изготовлена ​​из углеродной оболочки, внутри которой находится сплав золота с германием. Пипетку использовали, чтобы узнать, как происходит кристаллизация . [12]

Пипетки

Для более безопасного, простого и эффективного пипетирования было разработано множество устройств. Например, контроллер пипетки с электроприводом может способствовать аспирации или дозированию жидкости с использованием мерных или градуированных пипеток; [13] планшет может взаимодействовать с пипеткой в ​​режиме реального времени и направлять пользователя по протоколу; [14] и станция для дозирования могут помочь контролировать глубину погружения наконечника дозатора и улучшить эргономику. [15]

Роботы

Пример механических пипеток, которыми управляет антропоморфный робот.

Роботы-пипетки способны манипулировать пипетками так же, как это делают люди. [16]

Калибровка

Повторная калибровка пипеток [17] является важным фактором в лабораториях, использующих эти устройства. Это процесс определения точности измерительного устройства путем сравнения с отслеживаемыми эталонными стандартами NIST . Калибровка пипетки необходима для обеспечения того, чтобы инструмент работал в соответствии с ожиданиями и в соответствии с установленными режимами или рабочими протоколами. Калибровка пипеток считается сложным делом, поскольку она включает в себя множество элементов процедуры калибровки и несколько вариантов протокола калибровки, а также марки и модели пипеток, которые следует учитывать.

Поза и травмы

Биохимик пипетирует

Правильная поза для пипетирования является наиболее важным элементом в установлении хороших эргономичных методов работы. [18] Во время повторяющихся задач, таких как пипетирование, важно сохранять положение тела, обеспечивающее максимальную силу при наименьшем мышечном напряжении, чтобы свести к минимуму риск травм. Ряд распространенных методов пипетирования были признаны потенциально опасными из-за факторов биомеханического стресса. Ниже представлены рекомендации по корректирующим действиям при пипетировании, сделанные различными правительственными учреждениями США и экспертами по эргономике.

Крылатое локтевое пипетирование
Техника: приподнятый, «крылатый локоть». Средняя человеческая рука весит примерно 6% от общей массы тела. Удержание пипетки с вытянутым локтем (крылатый локоть) в статическом положении переносит вес руки на мышцы шеи и плеч и уменьшает кровоток, тем самым вызывая стресс и усталость. Мышечная сила также существенно снижается по мере увеличения сгибания рук.
Корректирующее воздействие: Расположите локти как можно ближе к телу, вытянув руки и запястья в прямом, нейтральном положении (поза рукопожатия). Держите рабочие предметы в пределах легкой досягаемости, чтобы ограничить выдвижение и подъем руки. Высота руки/кисти не должна превышать 12 дюймов от рабочей поверхности.
Пипетирование с перевернутой рукой
Техника: Чрезмерное вращение предплечья и запястья. Вращение предплечья в супинированном положении (ладонью вверх) и/или сгибание запястья увеличивает давление жидкости в запястном канале. Это повышенное давление может привести к сдавлению мягких тканей, таких как нервы, сухожилия и кровеносные сосуды, вызывая онемение большого пальца и пальцев.
Корректирующие действия: Угол поворота предплечья около 45° пронации (ладонью вниз) следует поддерживать, чтобы свести к минимуму давление в запястном канале во время повторяющихся действий.
Пипетирование сжатым кулаком
Техника: Крепкий хват (сжатый кулак). Усталость рук возникает в результате постоянного контакта между твердым предметом и чувствительными тканями. Это происходит, когда для удержания пипетки требуется крепкий захват, например, при заклинивании кончика, и приводит к снижению силы руки.
Корректирующее действие: используйте пипетки с крючками или другими приспособлениями, позволяющими облегчить захват и/или избавляющими от необходимости постоянно держать пипетку в руках. Это уменьшит напряжение в руке, запястье и кисти.
Пипетирование поршнем большого пальца
Техника: Концентрированная область силы (контактное напряжение между твердым предметом и чувствительными тканями). Некоторые устройства имеют поршни и кнопки с ограниченной площадью поверхности, требующие приложения большого усилия большим или другим пальцем в концентрированной области.
Корректирующее действие: Используйте пипетки с большими контурными или закругленными поршнями и кнопками. Это позволит распределить давление, необходимое для работы с пипеткой, по всей поверхности большого пальца или пальца, снизив контактное давление до приемлемого уровня.
Неправильная поза может сильно повлиять на доступную силу руки при дозировании.
Техника: поднятая рука. Мышечная сила существенно снижается при увеличении сгибания рук.
Корректирующее действие: Держите рабочие предметы в пределах легкой досягаемости, чтобы ограничить вытягивание и подъем руки. Высота руки/кисти также не должна превышать 12 дюймов от рабочей поверхности.
Пипетирование с силой локтя
Техника: сгибание или отведение локтя. Сила рук уменьшается, когда положение локтя отклоняется от положения 90°.
Корректирующее действие: Сохраняйте высоту предплечья и кисти на расстоянии не более 12 дюймов от рабочей поверхности, что позволит локтю оставаться в положении около 90°.

В отличие от традиционных аксиальных пипеток, эргономичное пипетирование может повлиять на осанку и предотвратить распространенные травмы, связанные с пипетированием, такие как синдром запястного канала, тендинит и другие нарушения опорно-двигательного аппарата. [19] Чтобы быть «эргономически правильным», необходимы значительные изменения в традиционных положениях пипетирования, например:

сведение к минимуму вращений предплечья и запястья, поддержание низкой высоты руки и локтя и расслабление плеч и плеч.

Умная подставка для дозаторов, позволяющая управлять электронными дозаторами.

Подставка для пипеток

Обычно пипетки хранятся вертикально на держателе, называемом подставкой для пипеток . В случае с электронными пипетками такие подставки позволяют подзаряжать аккумуляторы. Самые современные подставки для дозаторов могут напрямую управлять электронными дозаторами. [20]

Альтернативы

Альтернативной технологией, особенно для перекачки небольших объемов (диапазон микро- и нанолитров), является акустический выброс капель .

Рекомендации

  1. ^ "Пропаганда биотехнологий" . Проверено 3 марта 2016 г.
  2. ^ Клингенберг, М (2005). «Когда общая проблема встречается с гениальным умом». Представитель ЭМБО . 6 (9): 797–800. дои : 10.1038/sj.embor.7400520. ПМЦ 1369176 . ПМИД  16138087. 
  3. ^ «Пипетка, пипетка или микропипетка: есть ли разница?». Микролит . 21 апреля 2022 г. Проверено 23 мая 2023 г.
  4. ^ «Пипеты, пипетки, шприцы и иглы | Fisher Scientific» . www.fishersci.com . Проверено 23 мая 2023 г.
  5. ↑ Зиннен, Том (июнь 2004 г.), The Micropipette Story , получено 12 ноября 2011 г.
  6. ^ Шоль, Альфред Т. (февраль 1928 г.). «Пипетка для микроанализа». Журнал Американского химического общества . 50 (2): 417. doi :10.1021/ja01389a502.
  7. ^ Рани, Сима; Хан, Тасним К.Х.; Моте, Санджай П.; Гелот, Правин Сингх (2023). Введение в аналитическую химию. Издательство «Академический гуру». п. 158. ИСБН 9788119338009.
  8. ^ «Серологические пипетки» (PDF) . Эппендорф . 2017 . Проверено 29 ноября 2023 г.
  9. ^ Хемпель, Вальтер (1902). Методы газового анализа. Перевод Денниса, Луи Манро. Интернет-архив. Макмиллан . стр. 138–140.
  10. ^ "Лаборатория биофизических технологий" . Проверено 3 марта 2016 г.
  11. ^ Айнла, Алар; Янссон, Эрик Т.; Степанянц, Наталья; Орвар, Оуэ; Джесорка, Альдо (июнь 2010 г.). «Микрофлюидная пипетка для одноклеточной фармакологии». Аналитическая химия . 82 (11): 4529–4536. дои : 10.1021/ac100480f. ПМИД  20443547.
  12. ^ Эйми Каннингем (18 апреля 2007 г.). «Новый минимум: лилипутская пипетка выпускает мельчайшие капли». Новости науки . Том. 171. С. 244–245.
  13. ^ «Моторизованные контроллеры дозаторов | Моторизованный контроллер | Pipette.com» . www.pipette.com .
  14. ^ "ТРЕКМАН на связи" . www.gilson.com .
  15. ^ «Уверенно пипетируйте с помощью PipetteRite — контролируйте глубину погружения, стабилизируйте руку и улучшайте эргономику» .
  16. ^ использование пипеток без помощи рук, август 2012 г. , получено 29 августа 2012 г.
  17. ^ «Калибровка микропипеток - максимальная точность» . Архивировано из оригинала 30 июня 2013 года . Проверено 3 марта 2016 г.
  18. ^ «Эргономичные пипетки Ovation обеспечивают идеальную позу для пипетирования» . Архивировано из оригинала 3 марта 2016 года . Проверено 3 марта 2016 г.
  19. ^ «Распространенные травмы при пипетировании» . Проверено 3 марта 2016 г.
  20. ^ электронная пипетка, ставшая умной благодаря возможности подключения, апрель 2019 г. , получено 11 апреля 2019 г.

Внешние ссылки

Найдите пипетку в Викисловаре, бесплатном словаре.
Викискладе есть медиафайлы по теме Пипетки.