وقتی صحبت از اندازه‌گیری و توزیع حجم مشخصی از هر مایعی می‌شود، پیپت‌ها در محیط آزمایشگاهی امروزی ضروری هستند. بسته به اندازه آزمایشگاه و حجمی که باید توزیع شود، انواع مختلفی از پیپت‌ها معمولاً مورد استفاده قرار می‌گیرند:
- پیپت‌های جابجایی هوا
- پیپت‌های جابجایی مثبت
- پیپت‌های اندازه‌گیری
- پیپت‌های با محدوده قابل تنظیم
در سال ۲۰۲۰، شاهد هستیم که میکروپیپت‌های جابجایی هوا نقش مهمی در مبارزه با کووید-۱۹ ایفا می‌کنند و از آنها برای آماده‌سازی نمونه جهت تشخیص پاتوژن (مثلاً RT-PCR در زمان واقعی) استفاده می‌شود. معمولاً می‌توان از دو طرح مختلف، پیپت‌های جابجایی هوای دستی یا موتوری، استفاده کرد.
پیپت‌های جابجایی هوای دستی در مقابل پیپت‌های جابجایی هوای موتوری
در مثال پیپت جابجایی هوا، یک پیستون در داخل پیپت به بالا یا پایین حرکت می‌کند تا فشار منفی یا مثبت روی ستون هوا ایجاد کند. این به کاربر اجازه می‌دهد تا با استفاده از نوک پیپت یکبار مصرف، نمونه مایع را استنشاق یا خارج کند، در حالی که ستون هوا در نوک، مایع را از قسمت‌های غیر یکبار مصرف پیپت جدا می‌کند.
حرکت پیستون می‌تواند به صورت دستی توسط اپراتور یا به صورت الکترونیکی طراحی شود، یعنی اپراتور با استفاده از یک موتور کنترل شده با دکمه فشاری، پیستون را حرکت می‌دهد.
محدودیت‌های پیپت‌های دستی
استفاده طولانی مدت از پیپت‌های دستی می‌تواند باعث ناراحتی و حتی آسیب به اپراتور شود. نیروی مورد نیاز برای ریختن مایعات و بیرون آوردن نوک پیپت، همراه با حرکات مکرر و تکراری در طول چند ساعت، می‌تواند مفاصل، به ویژه انگشت شست، آرنج، مچ دست و شانه را در معرض خطر RS (کشیدگی عضلانی تکراری I) قرار دهد.
پیپت‌های دستی برای آزاد کردن مایع نیاز به فشار دادن دکمه شست دارند، در حالی که پیپت‌های الکترونیکی با یک دکمه الکترونیکی در این مثال، ارگونومی بهتری ارائه می‌دهند.
جایگزین‌های الکترونیکی
پیپت‌های الکترونیکی یا موتوری جایگزین‌های ارگونومیکی برای پیپت‌های دستی هستند که به طور مؤثر خروجی نمونه را بهبود می‌بخشند و دقت و صحت را تضمین می‌کنند. برخلاف دکمه‌های سنتی کنترل‌شده با انگشت شست و تنظیم حجم دستی، پیپت‌های برقی دارای رابط دیجیتالی برای تنظیم حجم و مکش و تخلیه از طریق پیستون برقی هستند.
انتخاب موتور برای پیپت‌های الکترونیکی
از آنجا که پیپت کردن اغلب اولین قدم در یک فرآیند چند مرحله‌ای است، هرگونه بی‌دقتی یا نقصی که هنگام اندازه‌گیری این بخش کوچک از مایع رخ می‌دهد، می‌تواند در کل فرآیند احساس شود و در نهایت بر دقت و صحت کلی تأثیر بگذارد.
دقت و صحت چیست؟
دقت زمانی حاصل می‌شود که یک پیپت حجم یکسانی را چندین بار تخلیه کند. دقت زمانی حاصل می‌شود که پیپت حجم هدف را به طور دقیق و بدون هیچ خطایی تخلیه کند. دستیابی به دقت و صحت به طور همزمان دشوار است، با این حال صنایعی که از پیپت استفاده می‌کنند به دقت و صحت نیاز دارند. در واقع، این استاندارد بسیار بالا است که امکان بازتولید نتایج تجربی را فراهم می‌کند.
قلب هر پیپت الکترونیکی موتور آن است که علاوه بر تعدادی از عوامل مهم دیگر مانند اندازه بسته، قدرت و وزن، به طور قابل توجهی بر دقت و صحت پیپت تأثیر می‌گذارد. مهندسان طراحی پیپت در درجه اول یا محرک‌های خطی پله‌ای یا موتورهای DC را انتخاب می‌کنند. با این حال، هر دو موتور پله‌ای و موتورهای DC مزایا و معایب خاص خود را دارند.
موتورهای جریان مستقیم
موتورهای DC موتورهای ساده‌ای هستند که با اعمال جریان مستقیم می‌چرخند. آنها برای راه‌اندازی موتور نیازی به اتصالات پیچیده ندارند. با این حال، با توجه به الزامات حرکت خطی پیپت‌های الکترونیکی، موتورهای DC به یک پیچ سربی و چرخ‌دنده اضافی برای تبدیل حرکت چرخشی به حرکت خطی و تأمین نیروی مورد نیاز نیاز دارند. موتورهای DC همچنین به یک مکانیزم بازخورد به شکل یک حسگر نوری یا انکودر نیاز دارند تا موقعیت پیستون خطی را به طور دقیق کنترل کنند. به دلیل اینرسی بالای روتور، برخی از طراحان ممکن است یک سیستم ترمز نیز برای بهبود دقت موقعیت‌یابی اضافه کنند.
موتورهای پله‌ای
از سوی دیگر، بسیاری از مهندسان به دلیل سهولت ادغام، عملکرد عالی و هزینه کم، راهکارهای محرک خطی پله‌ای را ترجیح می‌دهند. محرک‌های خطی پله‌ای از موتورهای پله‌ای آهنربای دائمی با روتور رزوه‌دار و یک میله رشته‌ای یکپارچه تشکیل شده‌اند تا حرکت خطی مستقیم را در بسته‌های کوچک تولید کنند.
زمان ارسال: ۱۹ ژوئن ۲۰۲۴