Коли справа доходить до вимірювання та дозування певного об'єму будь-якої рідини, піпетки є незамінними в сучасних лабораторних умовах. Залежно від розміру лабораторії та об'єму, який потрібно дозувати, зазвичай використовуються різні типи піпеток:
- Піпетки для витіснення повітря
- Піпетки об'ємного типу
- Дозувальні піпетки
- Піпетки з регульованим діапазоном
У 2020 році ми починаємо бачити, як мікропіпетки з витісненням повітря відіграють вирішальну роль у боротьбі з COVID-19, і їх використовують для підготовки зразків для виявлення патогенів (наприклад, ПЛР у реальному часі). Як правило, можна використовувати дві різні конструкції: ручні або моторизовані піпетки з витісненням повітря.
Ручні піпетки з витісненням повітря проти моторизованих піпеток з витісненням повітря
У прикладі піпетки з повітряним витісненням поршень переміщується вгору або вниз всередині піпетки, створюючи негативний або позитивний тиск на стовп повітря. Це дозволяє користувачеві вдихати або викидати рідкий зразок за допомогою одноразового наконечника піпетки, тоді як стовп повітря в наконечнику відділяє рідину від неодноразових частин піпетки.
Рух поршня може здійснюватися оператором вручну або електронним способом, тобто оператор переміщує поршень за допомогою двигуна з кнопковим керуванням.
Обмеження ручних піпеток
Тривале використання ручних піпеток може спричинити дискомфорт і навіть травми для оператора. Зусилля, необхідне для дозування рідин та викидання кінчика піпетки, у поєднанні з частими повторюваними рухами протягом кількох годин, може збільшити ризик повторного розтягнення м’язів (РС) у суглобах, особливо у великому пальці, лікті, зап’ясті та плечі.
Ручні піпетки вимагають натискання кнопки великим пальцем для вивільнення рідини, тоді як електронні піпетки пропонують кращу ергономіку завдяки кнопці з електронним керуванням у цьому прикладі.
Електронні альтернативи
Електронні або моторизовані піпетки – це ергономічна альтернатива ручним піпеткам, яка ефективно покращує вихід зразків та забезпечує точність і правильність. На відміну від традиційних кнопок, що керуються великим пальцем, та ручного регулювання об’єму, електричні піпетки оснащені цифровим інтерфейсом для регулювання об’єму, аспірації та видачі за допомогою електрично приведеного поршня.
Вибір двигуна для електронних піпеток
Оскільки піпетування часто є першим кроком у багатоетапному процесі, будь-які неточності або недоліки, що виникають під час вимірювання цієї невеликої порції рідини, можуть відчуватися протягом усього процесу, що зрештою впливає на загальну точність та прецизійність.
Що таке точність і прецизійність?
Точність досягається, коли піпетка видає однаковий об'єм кілька разів. Точність досягається, коли піпетка видає цільовий об'єм точно без будь-яких помилок. Точності та правильності важко досягти одночасно, проте галузі промисловості, що використовують піпетки, вимагають як точності, так і плавності. Фактично, саме цей критично високий стандарт дозволяє відтворювати експериментальні результати.
Серцем будь-якої електронної піпетки є її двигун, який суттєво впливає на точність і правильність роботи піпетки, окрім низки інших важливих факторів, таких як розмір корпусу, потужність і вага. Інженери-конструктори піпеток переважно обирають або крокові лінійні приводи, або двигуни постійного струму. Однак як крокові двигуни, так і двигуни постійного струму мають свої переваги та недоліки.
Двигуни постійного струму
Двигуни постійного струму – це прості двигуни, які обертаються при подачі постійного струму. Вони не потребують складних з'єднань для роботи двигуна. Однак, враховуючи вимоги до лінійного руху електронних піпеток, рішення з двигунами постійного струму вимагають додаткового ходового гвинта та зубчастої передачі для перетворення обертального руху в лінійний та забезпечення необхідної сили. Рішення з двигунами постійного струму також вимагають механізму зворотного зв'язку у вигляді оптичного датчика або енкодера для точного керування положенням лінійного поршня. Через високу інерцію його ротора деякі конструктори можуть також додавати гальмівну систему для підвищення точності позиціонування.
Крокові двигуни
З іншого боку, багато інженерів віддають перевагу рішенням на основі крокових лінійних приводів через їхню легкість інтеграції, чудову продуктивність та низьку вартість. Крокові лінійні приводи складаються з крокових двигунів на постійних магнітах з різьбовим ротором та інтегрованою ниткою розжарення для створення прямого лінійного руху в невеликих корпусах.
Час публікації: 19 червня 2024 р.