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移液器的工作原理和分类

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    2020/09/27
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  • 移液器的工作原理和分类



    移液器——又称微量加样器、取样枪,最早出现于1956年,由德国生理化学研究所的科学家Schnitger发明,其后,在1958年德国Eppendorf公司开始生产按钮式微量加样器,成为世界上第一家生产微量加样器的公司。这些微量加样器的吸液范围在1—1000mL之间,适用于临床常规化学实验室使用。


    移液器发展到今天,不但加样更为精确,而且品种也多种多样,如微量分配器、多通道微量加样器等,其加样的物理学原理有下面两种:①使用空气垫(又称活塞冲程)加样;②使用无空气垫的活塞正移动(positive displacement)加样。



    移液器的工作原理

    移液器的工作原理是活塞通过弹簧的伸缩运动来实现吸液和放液。在活塞的推动下,排出部分空气,利用大大气压吸入液体,再由活塞推动空气排出液体。因此,使用移液器时,配合弹簧的伸缩特性来操作,可以很好地控制移液的速度和力度。


    移液器的组成部件

    移液器一般由数十个部件组成,多数是塑料部件。对于使用者而言,通常关注几个容易了解且比较重要的部件:



    1.枪体(手握持的部分)

    比较容易理解的是这一部分需要耐腐蚀、耐磨损,而容易被忽视的是这一部分需要很低的热传导性:如果手握持移液器的时间较长,有可能通过枪体把手温传导到内部的部件上,从而使移液器的内腔温度升高,气压增大,从而影响移液器的精度。这个部件目前基本上都是用塑料,其中比较好的是PVDF(聚偏氟乙烯)。


    2.套柄(或称套筒,指移液器的下半部分,一般为白色塑料)

    除了耐腐蚀外,还需要:其一,耐磨损。套柄的下端需要不断与吸头发生摩擦;其二,耐冲击。在国内,由于大多数情况下用质量较差的吸头,在装吸头时需要用较大的力。为了解决这两个问题,有的品牌在其套柄的下端甚至整个套柄使用了金属材质;有的品牌则在设计上下功夫,减少套柄与吸头的摩擦并减少装吸头的用力,这样对套柄材质的要求就降低了。


    3.活塞(位于移液器下半部分的套柄内)

    目前最常用的材质有三种:一是不锈钢。不锈钢的机械加工性能较好,容易实现密封,并且强度高,不易变形,能保证非常高的精度,是高端移液器的普遍选择。但不锈钢也有缺点,那就是耐腐蚀性较差。因此,不锈钢活塞对日常的使用和保养要求较高;二是塑料。塑料容易成型且成本低廉,低端移液器上使用比较普遍。同时,塑料也有很大的缺点,就是容易变形,很难保持较高的密封性,从而降低了移液器的精度。
    三是陶瓷。陶瓷的突出特点是耐腐蚀,但加工较困难,活塞表面无法做到象不锈钢那样平滑,因此要保持密封离不开润滑剂的帮助。并且,如果用作小量程移液器的活塞,由于直径过小,机械强度会较差;除了以上两种,市场上还有一些特殊的材质: 比如玻璃。玻璃耐腐蚀且表面平滑,但表面不耐磨,容易出现划痕,且损坏后极难修复。总体上来说,不锈钢活塞的精度最高,塑料活塞的最低。


    4.密封圈(安装于活塞上)。

    因为密封圈可能会受到各种化学介质的“攻击”,且对密封性的影响很大,需要保持较长的青春,所以最好是用PTFE(聚四氟乙烯)等耐腐蚀、不易变形的材质。


    移液器的移液模式有哪些?

    现在市面上的移液器种类很多,主要分为手动移液器和电动移液器,用的多的还是手动移液器,当然现如今电动移液器也越来越受到用户的青睐,主要优势有一下几点:


    · 可充电锂电池,量程范围广。
    · 超轻设计,流线造型,符合人体工程力学。
    · 大液晶屏位于枪身部分,完全还原手动移液器的操作和显示方式,符合实验室老师的操作习惯。
    · 组合旋钮设计,所有操作均可通过组合旋钮来完成,操作简便。
    · 吸液和排液速度可调。
    · 精密度和准确度高,保证移液的准确性和平行性。
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