Quando si tratta di misurare e dosare un volume specifico di qualsiasi liquido, le pipette sono indispensabili nell'ambiente di laboratorio odierno. A seconda delle dimensioni del laboratorio e del volume da dosare, si utilizzano comunemente diversi tipi di pipette:
- Pipette a spostamento d'aria
- Pipette a spostamento positivo
- Pipette dosatrici
- Pipette con intervallo di misurazione regolabile
Nel 2020, abbiamo iniziato a vedere le micropipette a spostamento d'aria svolgere un ruolo cruciale nella lotta contro il COVID-19, e vengono utilizzate per la preparazione dei campioni per l'individuazione di agenti patogeni (ad esempio, RT-PCR in tempo reale). In genere, si possono utilizzare due diversi modelli: pipette a spostamento d'aria manuali o motorizzate.
Pipette a spostamento d'aria manuali vs pipette a spostamento d'aria motorizzate
Nell'esempio di una pipetta a spostamento d'aria, un pistone viene spostato verso l'alto o verso il basso all'interno della pipetta per creare una pressione negativa o positiva sulla colonna d'aria. Ciò consente all'utente di inalare o espellere un campione liquido utilizzando una punta di pipetta monouso, mentre la colonna d'aria nella punta separa il liquido dalle parti non monouso della pipetta.
Il movimento del pistone può essere progettato per essere eseguito manualmente dall'operatore o elettronicamente, ovvero l'operatore muove il pistone utilizzando un motore controllato da un pulsante.
Limitazioni delle pipette manuali
L'uso prolungato di pipette manuali può causare disagio e persino lesioni all'operatore. La forza necessaria per erogare liquidi ed espellere la punta della pipetta, combinata con movimenti ripetitivi frequenti per diverse ore, può aumentare il rischio di lesioni muscolari da sforzo ripetitivo (RSI) a carico delle articolazioni, in particolare pollice, gomito, polso e spalla.
Le pipette manuali richiedono la pressione del pulsante con il pollice per rilasciare il liquido, mentre le pipette elettroniche offrono una migliore ergonomia grazie a un pulsante ad attivazione elettronica, come in questo esempio.
Alternative elettroniche
Le pipette elettroniche o motorizzate rappresentano un'alternativa ergonomica alle pipette manuali, migliorando efficacemente la resa del campione e garantendo precisione e accuratezza. A differenza dei tradizionali pulsanti azionati dal pollice e delle regolazioni manuali del volume, le pipette elettriche sono dotate di un'interfaccia digitale per regolare il volume e consentono l'aspirazione e lo scarico tramite un pistone azionato elettricamente.
Selezione del motore per pipette elettroniche
Poiché la pipettatura è spesso la prima fase di un processo a più fasi, qualsiasi imprecisione o imperfezione che si verifichi durante la misurazione di questa piccola porzione di liquido può ripercuotersi sull'intero processo, influenzando in definitiva l'accuratezza e la precisione complessive.
Che cosa sono l'accuratezza e la precisione?
La precisione si raggiunge quando una pipetta eroga lo stesso volume più volte. La precisione si raggiunge quando la pipetta eroga il volume target con precisione e senza errori. Raggiungere contemporaneamente precisione e accuratezza è difficile, eppure i settori che utilizzano le pipette richiedono entrambe. Infatti, è proprio questo standard estremamente elevato che permette di riprodurre i risultati sperimentali.
Il cuore di qualsiasi pipetta elettronica è il suo motore, che influisce significativamente sulla precisione e sull'accuratezza della pipetta, oltre a una serie di altri fattori importanti come le dimensioni, la potenza e il peso. I progettisti di pipette scelgono principalmente tra attuatori lineari passo-passo o motori a corrente continua. Tuttavia, sia i motori passo-passo che i motori a corrente continua presentano vantaggi e svantaggi specifici.
Motori a corrente continua
I motori a corrente continua (CC) sono motori semplici che ruotano quando viene applicata una corrente continua. Non richiedono collegamenti complessi per funzionare. Tuttavia, date le esigenze di movimento lineare delle pipette elettroniche, le soluzioni con motori a CC richiedono una vite senza fine e un ingranaggio aggiuntivi per convertire il movimento rotatorio in movimento lineare e fornire la forza necessaria. Le soluzioni a CC richiedono anche un meccanismo di feedback sotto forma di sensore ottico o encoder per controllare con precisione la posizione del pistone lineare. A causa dell'elevata inerzia del rotore, alcuni progettisti possono anche aggiungere un sistema frenante per migliorare la precisione di posizionamento.
motori passo-passo
D'altro canto, molti ingegneri preferiscono le soluzioni con attuatori lineari passo-passo per la loro facilità di integrazione, le eccellenti prestazioni e il basso costo. Gli attuatori lineari passo-passo sono costituiti da motori passo-passo a magneti permanenti con rotore filettato e barra di filamento integrata per produrre un movimento lineare diretto in dimensioni ridotte.
Data di pubblicazione: 19 giugno 2024