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了解移液系統(tǒng)和移液技術(shù)是如何演變的?

更新時(shí)間:2025-04-16瀏覽:109次

自動(dòng)化液體處理指的是使用自動(dòng)化系統(tǒng)而不是人工將液體從一個(gè)位置轉(zhuǎn)移到另一個(gè)位置的行為。在進(jìn)行生物學(xué)試驗(yàn)的研究實(shí)驗(yàn)室中,液體轉(zhuǎn)移的標(biāo)準(zhǔn)體積范圍為0.5μL至1ml;然而,一些應(yīng)用中需要納升級別的液體轉(zhuǎn)移。

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自動(dòng)化液體處理設(shè)備的尺寸、復(fù)雜程度、性能和價(jià)格各不相同。

從手動(dòng)到自動(dòng)液體處理

液體處理最基本的工具是手動(dòng)移液器;即手持式設(shè)備,每個(gè)步驟(即每次吸液和放液)都需要重復(fù)的用戶干預(yù)。這一特征使用戶進(jìn)行繁瑣的重復(fù)手和手臂動(dòng)作,會(huì)造成腕關(guān)節(jié)綜合癥等損傷。

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電子移液器是液體處理系統(tǒng)發(fā)展的下一步。手動(dòng)和電子移液器都可以有可調(diào)或固定的體積,它們可以有1-16個(gè)通道。

雖然通過多通道電子移液器實(shí)現(xiàn)的通量高于手動(dòng)單通道移液器,但仍受到人工的限制,用戶需要手動(dòng)填充微孔板的每一行/每一列。使用自動(dòng)分配器克服了這一挑戰(zhàn)。自動(dòng)分配器是一種緊湊型電子設(shè)備,可同時(shí)將液體分配到板的所有孔中(通常為96孔或384孔板)。

大多是實(shí)驗(yàn)室檢測不僅限于液體分配,還包括一系列操作步驟,形成自動(dòng)化世界中的“工作流程"。自動(dòng)化液體處理設(shè)備(也稱為工作站)旨在實(shí)現(xiàn)這一目的。自動(dòng)化液體處理設(shè)備用于實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的主要策略之一是整合各種模塊和振蕩。為此,自動(dòng)化液體處理設(shè)備具有專用軟件,以便用戶可以指示系統(tǒng)應(yīng)該做什么、何時(shí)以及如何做。

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入門級自動(dòng)化系統(tǒng)的占地面積通常較小,并且配備了易于使用的軟件;但是,它們的靈活性有限(例如,可以在臺(tái)面上整合的模塊的類型和數(shù)量、方法的復(fù)雜性)。更復(fù)雜的自動(dòng)化系統(tǒng)不僅允許在臺(tái)面上整合更多的模塊/配件,而且還可以輕松升級或整合其他設(shè)備甚至完整的工作站。

在某些情況下,僅需要實(shí)現(xiàn)部分工作流程(即步驟)的自動(dòng)化,而不是整個(gè)工作流程。在這些情況下,入門級自動(dòng)化系統(tǒng)通常是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。

總體而言,選擇適合實(shí)驗(yàn)室的液體處理技術(shù)取決于:(i) 通量,(ii)工作流程的復(fù)雜性,(iii)可用預(yù)算,(iv)實(shí)驗(yàn)室空間和 (v)無菌性和控制交叉污染措施的要求 (vi)可追溯性,和(vii) 精度。

自動(dòng)化液體處理的精度

移液精度取決于液體性質(zhì)、移液技術(shù),在手動(dòng)移液中,取決于用戶的技能和專注度,對于樣本處理的標(biāo)準(zhǔn)化至關(guān)重要。

液體性質(zhì)是該物質(zhì)固有的,受溫度、大氣壓力和濕度等環(huán)境條件的影響。這些特性包括:

- 粘度(流動(dòng)特性)

- 密度(質(zhì)量/單位體積)

- 粘附/內(nèi)聚(粘性)

- 毛細(xì)作用(對重力和大氣壓起作用的趨勢)

- 表面張力(使液體獲得最小表面積的彈性趨勢)

- 接觸角(液體與實(shí)驗(yàn)室器皿表面的夾角)

- 蒸汽壓(液體表面上方蒸汽產(chǎn)生的壓力)

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先進(jìn)的自動(dòng)化液體處理設(shè)備(及其幾個(gè)入門級自動(dòng)化設(shè)備)可以通過調(diào)整多個(gè)參數(shù)來解釋這些液體特性,例如(i) 吸液和放液的速度(流速);(ii) 吸入開始和結(jié)束時(shí)吸入的空氣量(吹出量和空氣輸送量),(iii) 移液器頭在吸出液體前留在液體中的時(shí)間(沉淀時(shí)間),以及(iv) 吸液和放液后移液器頭移出液體的速度(交換速度)等。

移液技術(shù)的類型也會(huì)嚴(yán)重影響精度。雖然有幾種移液技術(shù),但根據(jù)其驅(qū)動(dòng)液體運(yùn)動(dòng)的方式,大多數(shù)移液器可分為以下四大類之一:空氣置換、液體置換、正置換和聲學(xué)技術(shù)。

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移液技術(shù)的演變

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