Voor het afmeten en doseren van een specifiek volume vloeistof zijn pipetten onmisbaar in het moderne laboratorium. Afhankelijk van de grootte van het laboratorium en het af te meten volume worden verschillende soorten pipetten gebruikt:
- Luchtverplaatsingspipetten
- Positieve verdringingspipetten
- Doseerpipetten
- Pipetten met instelbaar bereik
In 2020 zien we dat micropipetten met luchtverplaatsing een cruciale rol spelen in de strijd tegen COVID-19. Ze worden gebruikt voor monsterpreparatie ten behoeve van pathogeendetectie (bijvoorbeeld real-time RT-PCR). Er zijn doorgaans twee verschillende uitvoeringen beschikbaar: handmatige of gemotoriseerde pipetten met luchtverplaatsing.
Handmatige luchtverplaatsingspipetten versus gemotoriseerde luchtverplaatsingspipetten
Bij een luchtverplaatsingspipet wordt een zuiger in de pipet omhoog of omlaag bewogen om onderdruk of overdruk in de luchtkolom te creëren. Hierdoor kan de gebruiker een vloeistofmonster opzuigen of uitstoten met behulp van een wegwerppipetpunt, terwijl de luchtkolom in de punt de vloeistof scheidt van de niet-wegwerpbare delen van de pipet.
De beweging van de zuiger kan handmatig door de operator worden uitgevoerd of elektronisch, dat wil zeggen dat de operator de zuiger beweegt met behulp van een motor die wordt aangestuurd door een drukknop.
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 af te geven 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, belasten en het risico op RS (repetitieve spierbelasting) verhogen.
Bij handmatige pipetten moet de duimknop worden ingedrukt om de vloeistof vrij te geven, terwijl elektronische pipetten een betere ergonomie bieden met een elektronisch geactiveerde knop, zoals in dit voorbeeld.
Elektronische alternatieven
Elektronische of gemotoriseerde pipetten zijn ergonomische alternatieven voor handmatige pipetten die de monsterdoorvoer aanzienlijk verbeteren en precisie en nauwkeurigheid garanderen. In tegenstelling tot traditionele pipetten met duimbediening en handmatige volumeregeling, beschikken elektrische pipetten over een digitale interface voor het aanpassen van het volume en het aanzuigen en afvoeren van vloeistof via een elektrisch aangedreven zuiger.
Motorkeuze voor elektronische pipetten
Omdat pipetteren vaak de eerste stap is in een proces met meerdere stappen, kunnen eventuele onnauwkeurigheden of imperfecties die optreden bij het afmeten van deze kleine hoeveelheid vloeistof, doorwerken in het hele proces en uiteindelijk de algehele nauwkeurigheid en precisie beïnvloeden.
Wat is nauwkeurigheid en precisie?
Nauwkeurigheid wordt bereikt wanneer een pipet meerdere keren hetzelfde volume doseert. Nauwkeurigheid wordt bereikt wanneer de pipet het beoogde volume nauwkeurig en zonder fouten doseert. Precisie en nauwkeurigheid zijn moeilijk tegelijkertijd te bereiken, maar de industrieën die pipetten gebruiken, vereisen beide. Sterker nog, het is juist deze kritisch hoge standaard die het mogelijk maakt om experimentele resultaten te reproduceren.
Het hart van elke elektronische pipet is de motor, die, naast een aantal andere belangrijke factoren zoals de afmetingen, het vermogen en het gewicht, een grote invloed heeft op de precisie en nauwkeurigheid van de pipet. Ontwerpers van pipetten kiezen doorgaans 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 op wordt aangesloten. Ze vereisen geen ingewikkelde aansluitingen om te functioneren. Gezien de lineaire bewegingseisen van elektronische pipetten, vereisen DC-motoroplossingen echter een extra spindel en tandwieloverbrenging om de roterende beweging om te zetten in lineaire beweging en de benodigde 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 inertie 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 actuatoren met stappenmotoren vanwege hun eenvoudige integratie, uitstekende prestaties en lage kosten. Lineaire actuatoren met stappenmotoren bestaan uit stappenmotoren met permanente magneten, een rotor met schroefdraad en een geïntegreerde gloeidraad om directe lineaire beweging te produceren in kleine behuizingen.
Geplaatst op: 19 juni 2024