공기 피펫팅과 용적식 피펫팅의 기술 비교
피펫팅은 모든 화학 또는 생명 과학 연구실의 필수 요소이며 수동 단일 채널 피펫팅에서 완전 자동화된 다중 채널 로봇 액체 처리에 이르기까지 다양합니다. 다양한 응용 분야에 사용되는 수십 가지의 다양한 액체 취급 기술과 시장에서 사용할 수 있는 더 많은 기기 옵션이 있지만, 소량의 액체를 옮기는 데 가장 일반적인 두 가지 기본 원칙은 공기 치환 및 양변위 피펫팅입니다.
각 방법에는 고유한 장점과 단점이 있으므로 새로운 기기나 장치에 투자할 때 고려해야 합니다. 실험실의 액체 취급 요구 사항에 대한 솔루션을 고려할 때 두 접근 방식의 장점과 단점을 아는 것이 중요합니다.
공기 변위 피펫팅의 원리
에어 쿠션 피펫이라고도 하는 공기 치환 피펫에서는 먼저 피스톤을 아래쪽으로 이동하여 기기의 볼륨 설정에 따라 특정 볼륨의 공기를 방출합니다. 피스톤이 다시 상승하면 부분 진공이 생성되고 동일한 양의 액체가 피펫으로 흡입됩니다. 공기 쿠션이 피스톤을 액체에서 분리하므로 두 가지가 직접 접촉하지 않습니다. 액체를 분배하기 위해 피스톤이 다시 하강하고 공기가 액체를 피펫 팁 밖으로 밀어냅니다. 종종 피스톤은 팁에서 잔류 액체를 "분출"하거나 "제거"하기 위해 최종 정지 위치까지 더 하강합니다.
양변위 피펫팅의 원리
용적식 피펫팅은 피스톤과 이송되는 액체 사이의 직접적인 접촉에 의존합니다. 피스톤이 특정 거리를 상승하면 볼륨 설정에 따라 액체가 피스톤 헤드와 팁 끝 사이에 공기 없이 모세관 팁의 정확한 부피를 채웁니다. 일반적으로 기구의 오염을 방지하기 위해 팁 내에 피스톤이 포함된 특수 일회용 팁이 사용됩니다. 액체가 분배될 때 꽉 끼는 피스톤이 모든 액체를 대체하므로 블로우 아웃 단계가 필요하지 않습니다.
공기 변위 대 긍정적 변위 피펫을 사용하는 경우
공기 치환 피펫은 많은 일상적인 액체 취급 응용 분야에 대해 매우 정확한 성능을 제공합니다. 주변 조건에서 수용액 및 기타 비점성 액체를 취급하는 데 가장 잘 사용됩니다. 공기 치환에 사용되는 팁은 용적에 사용되는 특수 모세관 피스톤 팁에 비해 상대적으로 저렴하고 쉽게 변경할 수 있습니다. 따라서 공기 치환은 "어려운" 액체를 포함하지 않는 응용 분야에 시간과 비용 모두 효과적입니다.
정확한 액체 흡입 및 분배를 위해 공기의 변위에 의존하는 피펫은 몇 가지 다른 시나리오에서 문제가 발생할 수 있습니다. 하나는 액체의 온도가 에어 쿠션의 부피에 영향을 미쳐 부정확한 양의 액체를 흡입하게 할 수 있다는 점입니다. 액체가 주변 온도보다 차가우면 에어 쿠션이 줄어들어 솔루션이 의도하지 않게 초과 전달될 수 있습니다. 반대로, 주변 온도보다 더 뜨거운 액체는 에어 쿠션을 확장하여 배달 부족을 초래할 수 있습니다. 양변위 기반 피펫은 제한 효소와 같은 동결 온도가 필요한 시료 또는 포유류 세포 배양 또는 중합효소 연쇄 반응(PCR) 용액과 같이 더 높은 온도에서 처리되는 시료에 대해 보다 정확한 피펫팅을 제공할 수 있습니다.1
용적식 피펫이 적합한 또 다른 시나리오는 고점도 액체를 취급하는 것입니다. 글리세롤, 지방, 오일, 수지 및 단백질 용액과 같은 점성 액체는 피펫 팁에 달라붙어 완전히 분배되지 않는 경향이 있습니다. 이러한 액체는 또한 에어 쿠션 피펫에서 너무 빨리 흡입될 때 기포를 형성하여 미달 배달을 초래할 수 있습니다.2 피스톤과 용액이 직접 접촉하면 점성 용액을 정확한 부피로 끌어올릴 수 있고 전체 부피는 다음으로 완전히 대체됩니다. 모세관 실린더의 벽에 대해 미끄러지는 피스톤.
아세톤 및 메탄올과 같은 휘발성 액체는 증발 및 누출로 인해 공기 치환 방법을 사용하여 피펫팅하기 어려울 수 있습니다.3 에어 쿠션으로의 증발은 분배되는 액체 부피의 부정확성뿐만 아니라 피펫팅 장치의 오염으로 인해 문제가 됩니다. , 특히 부식성 또는 위험한 솔루션이 포함될 때. 용적식 피펫은 증발 및 누출 문제를 줄이고 밀봉된 일회용 피스톤 사용으로 인한 피펫팅 장치의 오염 또는 손상을 방지합니다.
로봇 액체 처리의 변위 방법
자동 액체 처리는 수동 피펫팅에 비해 많은 이점을 제공하며, 특히 실험실 직원의 처리량 증가, 정밀도 향상, 손의 피로 및 단조로움 감소 등의 이점이 있습니다. 로봇 액체 처리 시스템에서 사용하는 변위 방법을 고려하면 이러한 주요 장비 중 하나에 투자할 때 의사 결정에 도움이 될 수 있습니다. 공기 치환은 이러한 기계에서 일반적으로 사용됩니다. 자동화는 정확한 양의 액체가 흡인 및 분배되도록 보장하는 피펫팅 속도/기술 및 압력 모니터링 기능의 일관성 증가를 통해 이 방법의 일부 함정을 완화하는 데 도움이 되기 때문입니다. 공기 치환 방법에 쉽게 교체할 수 있는 일회용 팁을 사용하여 자동화 작업을 효율적이고 오염 없이 유지합니다.
그러나 공기 치환을 사용하는 자동화 시스템은 온도, 점도 및 휘발성이 다른 "어려운" 액체로 작업할 때 기존 피펫과 동일한 문제에 직면할 수도 있습니다. 널리 사용되지 않고 소모품 비용이 높지만, 양변위를 지원하는 액체 처리 로봇은 점성 PCR 마스터 믹스 또는 단백질 솔루션과 같은 까다로운 샘플 유형을 자주 처리하는 실험실에 가치 있는 투자가 될 수 있습니다.
세 번째 옵션은 정확한 양의 샘플 액체를 추출하고 분배하기 위해 에어 쿠션 대신 솔레노이드 밸브로 제어되는 시스템 액체를 사용하는 방법인 액체 변위입니다.4 액체는 공기보다 압축성이 낮기 때문에 특히 매우 적은 양을 디스펜싱할 때 오류를 줄이고 이 방법은 일회용 팁 대신 고정 팁과 함께 사용할 수도 있어 소모품 비용을 절약할 수 있습니다. 시스템 액체는 고정된 팁을 세척하고 오염물을 씻어내는 데 사용할 수 있지만 일회용 팁은 여전히 오염을 추가로 방지할 수 있는 옵션입니다. 액체 변위와 관련된 한 가지 문제는 작동 액체와 샘플 액체의 혼합물이지만, 이는 작은 기포 또는 비혼화성 액체로 두 유체를 분리하여 제한할 수 있습니다.