공기 피펫팅과 용적식 피펫팅의 기술 비교

피펫팅은 모든 화학 또는 생명 과학 실험실의 필수 요소이며 수동, 단일 채널 피펫팅부터 완전 자동화된 다중 채널 로봇 액체 처리에 이르기까지 다양합니다.광범위한 응용 분야에 사용되는 수십 가지의 서로 다른 액체 취급 기술과 시중에 나와 있는 더 많은 기기 옵션이 있지만, 소량의 액체를 이송하는 가장 일반적인 기본 원칙 중 두 가지는 공기 치환 및 직접 치환 피펫팅입니다.

각 방법에는 새로운 도구나 장치에 투자할 때 고려해야 할 고유한 장점과 단점이 있습니다.실험실의 액체 취급 요구 사항에 대한 솔루션을 고려할 때 두 가지 접근 방식의 장점과 단점을 아는 것이 중요합니다.

공기 치환 피펫팅의 원리

에어 쿠션 피펫이라고도 알려진 공기 치환 피펫에서는 먼저 피스톤이 아래쪽으로 이동하여 기기의 볼륨 설정에 따라 특정 양의 공기를 방출합니다.피스톤이 다시 올라가면 부분적인 진공이 생성되고 동일한 양의 액체가 피펫으로 흡입됩니다.공기 쿠션이 피스톤과 액체를 분리하므로 두 개가 직접 접촉하지 않습니다.액체를 분배하기 위해 피스톤이 다시 하강하고 공기가 액체를 피펫 팁 밖으로 밀어냅니다.종종 팁에 남아 있는 액체를 '분출'하거나 '퍼지'하기 위해 피스톤이 최종 정지 위치까지 더 내려갑니다.

직접 치환 피펫팅의 원리

직접 치환 피펫팅은 피스톤과 전달되는 액체 사이의 직접적인 접촉에 의존합니다.피스톤이 볼륨 설정에 따라 특정 거리만큼 상승하면 액체는 피스톤 헤드와 팁 끝 사이에 공기가 없이 모세관 팁의 정확한 부피를 채웁니다.일반적으로 장비의 오염을 방지하기 위해 피스톤이 팁 내에 포함된 특수 일회용 팁이 사용됩니다.액체가 토출되면 꼭 맞는 피스톤이 모든 액체를 배출하므로 블로우 아웃 단계가 필요하지 않습니다.

공기 치환 피펫과 직접 치환 피펫을 사용하는 경우

공기 치환 피펫은 일상적인 액체 취급 분야에서 매우 정확한 성능을 제공합니다.주변 조건에서 수용액 및 기타 비점성 액체를 처리하는 데 가장 적합합니다.공기 치환에 사용되는 팁은 직접 치환에 사용되는 특수 모세관 피스톤 팁에 비해 상대적으로 저렴하고 변경하기 쉽습니다.따라서 공기 치환은 '어려운' 액체를 포함하지 않는 응용 분야에서 시간과 비용 모두 효율적입니다.

정확한 액체 흡입 및 분배를 위해 공기 변위에 의존하는 피펫은 몇 가지 다른 시나리오에서 문제가 발생할 수 있습니다.우선, 액체의 온도가 에어 쿠션의 부피에 영향을 미쳐 부정확한 양의 액체가 흡입될 수 있습니다.액체가 주변 온도보다 차가우면 에어 쿠션이 수축되어 의도치 않게 용액이 과도하게 전달될 수 있습니다.반대로, 주변 온도보다 더 뜨거운 액체는 에어 쿠션을 팽창시켜 미달 배송을 초래할 수 있습니다.정변위 기반 피펫은 제한 효소와 같이 동결 온도가 필요한 시료나 포유류 세포 배양 또는 PCR(중합효소 연쇄 반응) 용액과 같이 더 높은 온도에서 처리되는 시료에 대해 보다 정확한 피펫팅을 제공할 수 있습니다.1

직접 치환 피펫이 적합한 또 다른 시나리오는 점성이 높은 액체를 취급하는 것입니다.글리세롤, 지방, 오일, 수지 및 단백질 용액과 같은 점성 액체는 피펫 팁에 달라붙어 완전히 분배되지 않는 경향이 있습니다.또한 이러한 액체는 에어 쿠션 피펫에서 너무 빨리 흡인될 때 기포를 형성하여 전달이 미달될 수 있습니다.2 피스톤과 용액이 직접 접촉하면 점성 용액이 정확한 부피로 추출될 수 있으며 전체 부피는 다음을 통해 완전히 대체됩니다. 모세관 실린더의 벽에 대해 피스톤이 미끄러지는 현상.

아세톤 및 메탄올과 같은 휘발성 액체는 증발 및 누출로 인해 공기 치환 방법을 사용하여 피펫팅하기 어려울 수 있습니다.3 에어 쿠션으로의 증발은 분배된 액체 용량의 부정확성뿐만 아니라 피펫팅 장치의 오염으로 인해 문제가 됩니다. , 특히 부식성 또는 위험한 용액이 포함된 경우.직접 치환식 피펫은 증발 및 누출 문제를 줄이고 밀봉된 일회용 피스톤을 사용하여 피펫팅 장치의 오염이나 손상을 방지합니다.

로봇 액체 취급의 변위 방법

자동화된 액체 처리는 수동 피펫팅에 비해 많은 이점을 제공하며, 그 중 처리량 증가, 정밀도 향상, 실험실 직원의 손 피로 및 단조로움 감소 등이 있습니다.로봇 액체 처리 시스템에서 사용되는 변위 방법을 고려하면 이러한 주력 장비 중 하나에 투자할 때 의사 결정에 도움이 될 수 있습니다.공기 치환은 일반적으로 이러한 기계에서 사용됩니다. 자동화는 피펫팅 속도/기술의 일관성 증가와 압력 모니터링 기능을 통해 이 방법의 일부 함정을 완화하여 정확한 양의 액체가 흡입 및 분배되도록 보장하기 때문입니다.공기 치환 방법에 쉽게 변경 가능한 일회용 팁을 사용하면 자동화된 작업을 효율적이고 오염 없이 유지할 수 있습니다.

그러나 공기 치환을 사용하는 자동화 시스템은 온도, 점도 및 휘발성이 다른 '어려운' 액체로 작업할 때 기존 피펫과 동일한 문제에 직면할 수도 있습니다.가용성이 낮고 소모품 비용이 높지만 직접 치환을 지원하는 액체 처리 로봇은 점성 PCR 마스터 믹스 또는 단백질 용액과 같은 까다로운 샘플 유형을 자주 처리하는 실험실에 가치 있는 투자가 될 수 있습니다.

세 번째 옵션은 정확한 양의 샘플 액체를 흡입 및 분배하기 위해 에어 쿠션 대신 솔레노이드 밸브로 제어되는 시스템 액체를 사용하는 방법인 액체 변위입니다.4 액체는 공기보다 압축성이 낮기 때문에 특히 아주 적은 양을 분주할 때 오류를 줄일 수 있으며, 일회용 팁이 아닌 고정 팁과 함께 사용할 수도 있어 소모품 비용이 절약됩니다.시스템 액체를 사용하여 고정 팁을 세척하고 오염 물질을 씻어낼 수 있지만, 오염을 더욱 방지하기 위해서는 여전히 일회용 팁을 사용할 수 있습니다.액체 변위에 대한 한 가지 우려 사항은 작업 액체와 샘플 액체의 혼합이지만 이는 두 유체를 작은 기포 또는 혼합되지 않는 액체로 분리함으로써 제한될 수 있습니다.일부 장비는 다양한 모듈이나 교환 가능한 피펫팅 헤드를 사용하여 변위 방법 간을 전환할 수 있는 기능을 제공하여 특정 응용 분야에 맞게 시스템을 맞춤화할 수 있는 최대의 유연성을 제공합니다.