Когато става въпрос за измерване и дозиране на определен обем от всяка течност, пипетите са незаменими в днешната лабораторна среда. В зависимост от размера на лабораторията и обема, който трябва да се дозира, обикновено се използват различни видове пипети:
- Пипети за изместване на въздух
- Пипети с положително изместване
- Дозиращи пипети
- Пипети с регулируем обхват
През 2020 г. започваме да виждаме, че микропипетите с въздушно изместване играят ключова роля в борбата срещу COVID-19 и се използват за подготовка на проби за откриване на патогени (напр. RT-PCR в реално време). Обикновено могат да се използват два различни дизайна - ръчни или моторизирани пипети с въздушно изместване.
Ръчни пипети с въздушно изместване срещу моторизирани пипети с въздушно изместване
В примера с пипета за изместване на въздух, бутало се движи нагоре или надолу вътре в пипетата, за да създаде отрицателно или положително налягане върху въздушния стълб. Това позволява на потребителя да вдишва или изтласква течна проба с помощта на накрайник за еднократна употреба на пипета, докато стълбът въздух във върха отделя течността от частите за еднократна употреба на пипетата.
Движението на буталото може да бъде проектирано да се извършва ръчно от оператора или електронно, т.е. операторът движи буталото с помощта на двигател, управляван с бутон.
Ограничения на ръчните пипети
Продължителната употреба на ръчни пипети може да причини дискомфорт и дори нараняване на оператора. Силата, необходима за дозиране на течности и изхвърляне на върха на пипетата, комбинирана с чести повтарящи се движения в продължение на няколко часа, може да увеличи риска от RS (повтарящо се мускулно напрежение) на ставите, особено на палеца, лакътя, китката и рамото.
Ръчните пипети изискват натискане на бутона с палеца, за да се освободи течността, докато електронните пипети предлагат по-добра ергономичност с електронно задействан бутон в този пример.
Електронни алтернативи
Електронните или моторизираните пипети са ергономични алтернативи на ръчните пипети, които ефективно подобряват добива на проба и осигуряват прецизност и точност. За разлика от традиционните бутони, управлявани с палец, и ръчните настройки на обема, електрическите пипети се предлагат с цифров интерфейс за регулиране на обема, аспирация и изпразване чрез електрически задвижвано бутало.
Избор на двигател за електронни пипети
Тъй като пипетирането често е първата стъпка в многоетапен процес, всякакви неточности или несъвършенства, които възникват при измерването на тази малка порция течност, могат да се усетят през целия процес, което в крайна сметка влияе върху общата точност и прецизност.
Какво е точност и прецизност?
Точност се постига, когато пипетата дозира един и същ обем няколко пъти. Точност се постига, когато пипетата дозира целевия обем точно без никаква грешка. Прецизност и точност са трудни за постигане едновременно, но въпреки това индустриите, които използват пипети, изискват както прецизност, така и точност. Всъщност именно този критично висок стандарт прави възможно възпроизвеждането на експериментални резултати.
Сърцето на всяка електронна пипета е нейният мотор, който значително влияе върху прецизността и точността на пипетата, в допълнение към редица други важни фактори като размер на корпуса, мощност и тегло. Инженерите по проектирането на пипети избират предимно или стъпкови линейни задвижвания, или DC двигатели. Както стъпковите двигатели, така и DC двигателите обаче имат своите предимства и недостатъци.
DC двигатели
DC двигателите са прости двигатели, които се въртят, когато се приложи постояннотоково захранване. Те не изискват сложни връзки, за да задвижат двигателя. Въпреки това, предвид изискванията за линейно движение на електронните пипети, DC двигателите изискват допълнителен водещ винт и зъбно колело, за да преобразуват въртеливото движение в линейно и да осигуряват необходимата сила. DC решенията също така изискват механизъм за обратна връзка под формата на оптичен сензор или енкодер, за да се контролира точно позицията на линейното бутало. Поради високата инерция на ротора му, някои конструктори могат да добавят и спирачна система, за да подобрят точността на позициониране.
Стъпкови двигатели
От друга страна, много инженери предпочитат решения със стъпкови линейни задвижващи механизми поради лесната им интеграция, отличната производителност и ниската цена. Стъпковите линейни задвижващи механизми се състоят от стъпкови двигатели с постоянен магнит, резбован ротор и интегрирана нишка, за да се получи директно линейно движение в малки корпуси.
Време на публикуване: 19 юни 2024 г.