Comparación técnica del pipeteo con aire y el pipeteo con desplazamiento positivo.

El pipeteo es un elemento básico de cualquier laboratorio de química o ciencias biológicas y puede variar desde el pipeteo manual de un solo canal hasta el manejo de líquidos robótico multicanal totalmente automatizado.Si bien existen docenas de técnicas diferentes de manipulación de líquidos que se utilizan para una amplia gama de aplicaciones y muchas más opciones de instrumentos disponibles en el mercado, dos de los principios básicos más comunes para transferir pequeños volúmenes de líquido son el desplazamiento de aire y el pipeteo de desplazamiento positivo.

Cada método tiene sus propias ventajas y desventajas que deben considerarse al invertir en un nuevo instrumento o dispositivo;Es importante conocer los beneficios y desventajas de ambos enfoques al considerar soluciones para las necesidades de manipulación de líquidos de su laboratorio.

Principio del pipeteo por desplazamiento de aire

En una pipeta de desplazamiento de aire, también conocida como pipeta con colchón de aire, el pistón primero se mueve hacia abajo para liberar un volumen específico de aire dependiendo del ajuste de volumen del instrumento.Cuando el émbolo vuelve a subir, se crea un vacío parcial y se aspira el mismo volumen de líquido a la pipeta.Un colchón de aire separa el pistón del líquido, por lo que ambos nunca entran en contacto directo.Para dispensar el líquido, el pistón vuelve a descender y el aire empuja el líquido fuera de la punta de la pipeta.A menudo, el pistón desciende aún más hasta una posición de parada final para 'soplar' o 'purgar' cualquier líquido residual de la punta.

Principio del pipeteo de desplazamiento positivo

El pipeteo de desplazamiento positivo se basa en el contacto directo entre el pistón y el líquido que se transfiere.Cuando el pistón se eleva una distancia específica, según el ajuste de volumen, el líquido llena el volumen exacto de la punta capilar entre la cabeza del pistón y el extremo de la punta, sin aire en el medio.Normalmente, se utilizan puntas desechables especiales en las que el pistón está incluido dentro de la punta para evitar la contaminación del instrumento.Cuando se dispensa el líquido, el pistón de ajuste hermético desplaza todo el líquido y no hay necesidad de un paso de soplado.

Cuándo utilizar pipetas de desplazamiento de aire versus pipetas de desplazamiento positivo

Las pipetas por desplazamiento de aire ofrecen un rendimiento de alta precisión para muchas aplicaciones rutinarias de manipulación de líquidos;se utilizan mejor para manipular soluciones acuosas y otros líquidos no viscosos en condiciones ambientales.Las puntas utilizadas para el desplazamiento de aire son relativamente económicas y más fáciles de cambiar en comparación con las puntas de pistón capilar especializadas utilizadas para el desplazamiento positivo.Por lo tanto, el desplazamiento de aire es rentable en términos de tiempo y costo para aplicaciones que no involucran líquidos 'difíciles'.

Las pipetas que dependen del desplazamiento del aire para una aspiración y dosificación precisas de líquidos pueden tener problemas en diferentes escenarios.Por un lado, la temperatura del líquido puede afectar el volumen del colchón de aire y, por tanto, provocar la aspiración de cantidades inexactas de líquido.Cuando el líquido está más frío que la temperatura ambiente, el colchón de aire puede encogerse, lo que provoca un suministro excesivo involuntario de la solución;a la inversa, los líquidos que están más calientes que la temperatura ambiente pueden expandir el colchón de aire y provocar una entrega insuficiente.Las pipetas de desplazamiento positivo pueden ofrecer un pipeteo más preciso para muestras que requieren temperaturas de congelación, como enzimas de restricción, o aquellas manipuladas a temperaturas más altas, como cultivos de células de mamíferos o soluciones de reacción en cadena de la polimerasa (PCR).1

Otro escenario para el que las pipetas de desplazamiento positivo son adecuadas es el manejo de líquidos muy viscosos.Los líquidos viscosos como glicerol, grasas, aceites, resinas y soluciones proteicas pueden tender a adherirse a la punta de la pipeta y no dispensarse por completo;Estos líquidos también pueden formar burbujas de aire cuando se aspiran demasiado rápido en una pipeta con colchón de aire, lo que provoca un suministro insuficiente.2 Con el contacto directo entre el pistón y la solución, las soluciones viscosas se pueden extraer en volúmenes precisos y el volumen total se desplaza completamente mediante el pistón se desliza contra las paredes del cilindro capilar.

Los líquidos volátiles como la acetona y el metanol pueden ser difíciles de pipetear utilizando métodos de desplazamiento de aire debido a la evaporación y las fugas.3 La evaporación en el colchón de aire es problemática no sólo debido a la imprecisión en el volumen de líquido dispensado, sino también a la contaminación del dispositivo de pipeteo. , especialmente cuando se trata de soluciones corrosivas o peligrosas.Las pipetas de desplazamiento positivo reducen el problema de la evaporación y las fugas, y evitan la contaminación o daños al dispositivo de pipeteo debido al uso de un pistón desechable sellado.

Métodos de desplazamiento en el manejo robótico de líquidos

La manipulación automatizada de líquidos ofrece muchos beneficios sobre el pipeteo manual, entre los que se incluyen un mayor rendimiento, una mayor precisión y una menor tensión manual y monotonía para el personal de laboratorio.Tener en cuenta los métodos de desplazamiento utilizados por los sistemas robóticos de manipulación de líquidos puede ayudar en la toma de decisiones al invertir en uno de estos instrumentos de batalla.El desplazamiento de aire se usa comúnmente en estas máquinas, ya que la automatización ayuda a aliviar algunos problemas de este método a través de una mayor consistencia en la velocidad/técnica de pipeteo y capacidades de monitoreo de presión para garantizar que se aspiren y dosifiquen volúmenes precisos de líquido.El uso de puntas desechables y fáciles de cambiar para los métodos de desplazamiento de aire también mantiene las operaciones automatizadas eficientes y libres de contaminación.

Sin embargo, los sistemas automatizados que utilizan desplazamiento de aire también pueden enfrentar los mismos problemas que las pipetas tradicionales cuando trabajan con líquidos 'difíciles' de diferente temperatura, viscosidad y volatilidad.Si bien están menos disponibles y con costos de consumibles más altos, los robots de manipulación de líquidos que admiten el desplazamiento positivo pueden ser una inversión valiosa para los laboratorios que con frecuencia manejan tipos de muestras difíciles, como mezclas maestras de PCR viscosas o soluciones de proteínas.

Una tercera opción es la del desplazamiento de líquido, que es un método que utiliza líquido del sistema, controlado por una válvula solenoide, en lugar de un colchón de aire para extraer y dispensar volúmenes precisos de líquido de muestra.4 El líquido es menos comprimible que el aire, lo que conduce reduce los errores, especialmente cuando se dispensan volúmenes muy pequeños, y este método también se puede utilizar con puntas fijas en lugar de puntas desechables, lo que ahorra costos de consumibles.Se puede utilizar líquido del sistema para lavar las puntas fijas y eliminar los contaminantes, aunque las puntas desechables siguen siendo una opción para prevenir aún más la contaminación.Una preocupación con el desplazamiento de líquidos es la mezcla del líquido de trabajo con el líquido de muestra, pero esto puede limitarse separando los dos fluidos con una pequeña burbuja de aire o un líquido inmiscible.Algunos instrumentos ofrecen la capacidad de cambiar entre métodos de desplazamiento utilizando diferentes módulos o cabezales de pipeteo intercambiables, lo que ofrece la máxima flexibilidad para adaptar el sistema a aplicaciones específicas.