Voor het afmeten en doseren van een specifiek volume vloeistof zijn pipetten onmisbaar in de hedendaagse laboratoriumomgeving. Afhankelijk van de grootte van het laboratorium en het te doseren volume worden verschillende soorten pipetten gebruikt:
- Pipetten met luchtverplaatsing
- Pipetten met positieve verplaatsing
- Doseerpipetten
- Pipetten met instelbaar bereik
In 2020 beginnen we te zien dat luchtverplaatsingsmicropipetten een cruciale rol spelen in de strijd tegen COVID-19. Ze worden gebruikt voor monsterbereiding voor de detectie van ziekteverwekkers (bijvoorbeeld realtime RT-PCR). Meestal kunnen er twee verschillende ontwerpen worden gebruikt: handmatige of gemotoriseerde luchtverplaatsingspipetten.
Handmatige luchtverplaatsingspipetten versus gemotoriseerde luchtverplaatsingspipetten
In het voorbeeld van een luchtverplaatsingspipet wordt een zuiger in de pipet omhoog of omlaag bewogen om een negatieve of positieve druk op de luchtkolom te creëren. Dit stelt de gebruiker in staat om een vloeistofmonster in te ademen of uit te stoten met behulp van een wegwerppipetpunt, terwijl de luchtkolom in de punt de vloeistof scheidt van de niet-wegwerpbare onderdelen van de pipet.
De beweging van de zuiger kan zo worden ontworpen dat deze handmatig door de operator wordt uitgevoerd of elektronisch, d.w.z. dat de operator de zuiger beweegt met behulp van een motor die met een drukknop wordt aangestuurd.
Beperkingen van handmatige pipetten
Langdurig gebruik van handmatige pipetten kan ongemak en zelfs letsel bij de gebruiker veroorzaken. De kracht die nodig is om vloeistoffen te doseren en de pipetpunt uit te werpen, in combinatie met frequente, herhaalde bewegingen gedurende meerdere uren, kan de gewrichten, met name de duim, elleboog, pols en schouder, beschadigen en het risico op RS (repetitive muscle strain) vergroten.
Bij handmatige pipetten moet de duimknop worden ingedrukt om de vloeistof te laten lopen, terwijl elektronische pipetten een betere ergonomie bieden met in dit voorbeeld een elektronisch geactiveerde knop.
Elektronische alternatieven
Elektronische of gemotoriseerde pipetten zijn ergonomische alternatieven voor handmatige pipetten die de monsteruitvoer effectief verbeteren en precisie en nauwkeurigheid garanderen. In tegenstelling tot traditionele duimbediende knoppen en handmatige volume-aanpassingen, beschikken elektrische pipetten over een digitale interface om het volume aan te passen en te aspireren en te ontladen via een elektrisch aangedreven zuiger.
Motorselectie voor elektronische pipetten
Omdat pipetteren vaak de eerste stap is in een meerstappenproces, zijn eventuele onnauwkeurigheden of onvolkomenheden die optreden bij het afmeten van deze kleine hoeveelheid vloeistof, voelbaar tijdens het gehele proces. Dit heeft uiteindelijk invloed op de algehele nauwkeurigheid en precisie.
Wat zijn nauwkeurigheid en precisie?
Nauwkeurigheid wordt bereikt wanneer een pipet hetzelfde volume meerdere keren doseert. Nauwkeurigheid wordt bereikt wanneer de pipet het doelvolume nauwkeurig en foutloos doseert. Precisie en nauwkeurigheid zijn moeilijk tegelijkertijd te bereiken, maar de industrieën die pipetten gebruiken, vereisen zowel precisie als nauwkeurigheid. Sterker nog, het is deze kritisch hoge standaard die het mogelijk maakt om experimentele resultaten te reproduceren.
Het hart van elke elektronische pipet is de motor. Deze heeft een aanzienlijke invloed op de precisie en nauwkeurigheid van de pipet, naast een aantal andere belangrijke factoren zoals de verpakkingsgrootte, het vermogen en het gewicht. Pipetontwerpers kiezen voornamelijk voor lineaire stappenmotoren of gelijkstroommotoren. Zowel stappenmotoren als gelijkstroommotoren hebben echter hun eigen voor- en nadelen.
DC-motoren
DC-motoren zijn eenvoudige motoren die draaien wanneer er gelijkstroom wordt toegepast. Ze vereisen geen ingewikkelde aansluitingen om de motor te laten draaien. Gezien de lineaire bewegingseisen van elektronische pipetten vereisen DC-motoroplossingen echter een extra leidspindel en tandwieloverbrenging om de roterende beweging om te zetten in een lineaire beweging en de vereiste kracht te leveren. DC-oplossingen vereisen ook een feedbackmechanisme in de vorm van een optische sensor of encoder om de positie van de lineaire zuiger nauwkeurig te regelen. Vanwege de hoge traagheid van de rotor voegen sommige ontwerpers ook een remsysteem toe om de positioneringsnauwkeurigheid te verbeteren.
Stappenmotoren
Aan de andere kant geven veel ingenieurs de voorkeur aan lineaire stappenmotoractuatoren vanwege hun eenvoudige integratie, uitstekende prestaties en lage kosten. Lineaire stappenmotoractuatoren bestaan uit permanente magneetstappenmotoren met een schroefrotor en een geïntegreerde filamentstaaf om directe lineaire bewegingen in kleine behuizingen te produceren.
Plaatsingstijd: 19 juni 2024