Όταν πρόκειται για τη μέτρηση και τη χορήγηση ενός συγκεκριμένου όγκου οποιουδήποτε υγρού, οι πιπέτες είναι απαραίτητες στο σημερινό εργαστηριακό περιβάλλον. Ανάλογα με το μέγεθος του εργαστηρίου και τον όγκο που πρέπει να χορηγηθεί, χρησιμοποιούνται συνήθως διαφορετικοί τύποι πιπετών:
- Πιπέτες εκτόπισης αέρα
- Πιπέτες θετικής μετατόπισης
- Δοσομετρικές πιπέτες
- Ρυθμιζόμενη πιπέτα εύρους
Το 2020, αρχίζουμε να βλέπουμε τις μικροπιπέτες εκτόπισης αέρα να παίζουν κρίσιμο ρόλο στη μάχη κατά της COVID-19 και χρησιμοποιούνται για την προετοιμασία δειγμάτων για την ανίχνευση παθογόνων (π.χ., RT-PCR σε πραγματικό χρόνο). Συνήθως, μπορούν να χρησιμοποιηθούν δύο διαφορετικά σχέδια, χειροκίνητες ή μηχανοκίνητες πιπέτες εκτόπισης αέρα.
Χειροκίνητες πιπέτες μετατόπισης αέρα έναντι μηχανοκίνητων πιπετών μετατόπισης αέρα
Στο παράδειγμα μιας πιπέτας εκτόπισης αέρα, ένα έμβολο κινείται προς τα πάνω ή προς τα κάτω μέσα στην πιπέτα για να δημιουργήσει αρνητική ή θετική πίεση στη στήλη αέρα. Αυτό επιτρέπει στον χρήστη να εισπνεύσει ή να εκτινάξει ένα δείγμα υγρού χρησιμοποιώντας μια άκρη πιπέτας μιας χρήσης, ενώ η στήλη αέρα στην άκρη διαχωρίζει το υγρό από τα μη αναλώσιμα μέρη της πιπέτας.
Η κίνηση του εμβόλου μπορεί να σχεδιαστεί ώστε να γίνεται χειροκίνητα από τον χειριστή ή ηλεκτρονικά, δηλαδή ο χειριστής κινεί το έμβολο χρησιμοποιώντας έναν κινητήρα που ελέγχεται με κουμπί.
Περιορισμοί των χειροκίνητων πιπετών
Η παρατεταμένη χρήση χειροκίνητων πιπετών μπορεί να προκαλέσει δυσφορία, ακόμη και τραυματισμό στον χειριστή. Η δύναμη που απαιτείται για τη χορήγηση υγρών και την εξαγωγή της άκρης της πιπέτας, σε συνδυασμό με συχνές επαναλαμβανόμενες κινήσεις για αρκετές ώρες, μπορεί να προκαλέσει αύξηση της πίεσης στις αρθρώσεις, ειδικά στον αντίχειρα, τον αγκώνα, τον καρπό και τον ώμο, με κίνδυνο επαναλαμβανόμενης μυϊκής καταπόνησης (RS - I επαναλαμβανόμενη μυϊκή καταπόνηση).
Οι χειροκίνητες πιπέτες απαιτούν το πάτημα του κουμπιού του αντίχειρα για την απελευθέρωση του υγρού, ενώ οι ηλεκτρονικές πιπέτες προσφέρουν καλύτερη εργονομία με ένα ηλεκτρονικά ενεργοποιημένο κουμπί σε αυτό το παράδειγμα.
Ηλεκτρονικές εναλλακτικές λύσεις
Οι ηλεκτρονικές ή μηχανοκίνητες πιπέτες αποτελούν εργονομικές εναλλακτικές λύσεις στις χειροκίνητες πιπέτες, οι οποίες βελτιώνουν αποτελεσματικά την έξοδο του δείγματος και διασφαλίζουν την ακρίβεια και την ορθότητα. Σε αντίθεση με τα παραδοσιακά κουμπιά που ελέγχονται με τον αντίχειρα και τις χειροκίνητες ρυθμίσεις όγκου, οι ηλεκτρικές πιπέτες διαθέτουν ψηφιακή διεπαφή για τη ρύθμιση του όγκου, την αναρρόφηση και την εκκένωση μέσω ενός ηλεκτρικά τροφοδοτούμενου εμβόλου.
Επιλογή κινητήρα για ηλεκτρονικές πιπέτες
Επειδή η πιπέτα είναι συχνά το πρώτο βήμα σε μια διαδικασία πολλαπλών βημάτων, τυχόν ανακρίβειες ή ατέλειες που προκύπτουν κατά τη μέτρηση αυτού του μικρού μέρους του υγρού μπορούν να γίνουν αισθητές σε όλη τη διαδικασία, επηρεάζοντας τελικά τη συνολική ακρίβεια και πιστότητα.
Τι είναι η ακρίβεια και η ακρίβεια;
Η ακρίβεια επιτυγχάνεται όταν μια πιπέτα διανέμει τον ίδιο όγκο πολλές φορές. Η ακρίβεια επιτυγχάνεται όταν η πιπέτα διανέμει τον όγκο-στόχο με ακρίβεια χωρίς κανένα σφάλμα. Η ακρίβεια και η ορθότητα είναι δύσκολο να επιτευχθούν ταυτόχρονα, ωστόσο οι βιομηχανίες που χρησιμοποιούν πιπέτες απαιτούν τόσο ακρίβεια όσο και ορθότητα. Στην πραγματικότητα, αυτό το εξαιρετικά υψηλό πρότυπο καθιστά δυνατή την αναπαραγωγή πειραματικών αποτελεσμάτων.
Η καρδιά κάθε ηλεκτρονικής πιπέτας είναι ο κινητήρας της, ο οποίος επηρεάζει σημαντικά την ακρίβεια και την ορθότητα της πιπέτας, εκτός από ορισμένους άλλους σημαντικούς παράγοντες όπως το μέγεθος της συσκευασίας, η ισχύς και το βάρος. Οι μηχανικοί σχεδιασμού πιπετών επιλέγουν κυρίως είτε βηματικούς γραμμικούς ενεργοποιητές είτε κινητήρες συνεχούς ρεύματος. Ωστόσο, τόσο οι βηματικοί κινητήρες όσο και οι κινητήρες συνεχούς ρεύματος έχουν τα δικά τους πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα.
Κινητήρες συνεχούς ρεύματος
Οι κινητήρες συνεχούς ρεύματος είναι απλοί κινητήρες που περιστρέφονται όταν εφαρμόζεται ισχύς συνεχούς ρεύματος. Δεν απαιτούν περίπλοκες συνδέσεις για να λειτουργήσει ο κινητήρας. Ωστόσο, δεδομένων των απαιτήσεων γραμμικής κίνησης των ηλεκτρονικών πιπετών, οι λύσεις κινητήρων συνεχούς ρεύματος απαιτούν έναν επιπλέον κοχλία κίνησης και γρανάζι για να μετατρέψουν την περιστροφική κίνηση σε γραμμική κίνηση και να παρέχουν την απαιτούμενη δύναμη. Οι λύσεις συνεχούς ρεύματος απαιτούν επίσης έναν μηχανισμό ανάδρασης με τη μορφή οπτικού αισθητήρα ή κωδικοποιητή για τον ακριβή έλεγχο της θέσης του γραμμικού εμβόλου. Λόγω της υψηλής αδράνειας του ρότορα του, ορισμένοι σχεδιαστές ενδέχεται επίσης να προσθέσουν ένα σύστημα πέδησης για να βελτιώσουν την ακρίβεια τοποθέτησης.
Βηματικοί κινητήρες
Από την άλλη πλευρά, πολλοί μηχανικοί προτιμούν λύσεις βηματικών γραμμικών ενεργοποιητών λόγω της ευκολίας ενσωμάτωσης, της εξαιρετικής απόδοσης και του χαμηλού κόστους. Οι βηματικοί γραμμικοί ενεργοποιητές αποτελούνται από βηματικούς κινητήρες μόνιμου μαγνήτη με σπειροειδή ρότορα και ενσωματωμένη ράβδο νήματος για την παραγωγή άμεσης γραμμικής κίνησης σε μικρές συσκευασίες.
Ώρα δημοσίευσης: 19 Ιουνίου 2024