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一款不需要进行校准操作的高精确移液器技术可行否

已关闭 悬赏分:20 - 提问时间 2015-07-30 21:31
 一种移液吸头及使用其的移液器

目前普遍使用的移液器存在的问题:

① 需要对螺纹活塞杆、活塞、活塞缸、弹簧等关键部位进行高精度加工,加工技术复杂,生产成本高,尤其是多孔道移液器,要保证各吸头均等的移液量,部件更为复杂,成本更高,市售几千至上万以上。

② 在使用中一般每3个月需要进行一次校准,操作繁琐,增加客户的维护成本。

③ 在长期使用过程容易会因为移液枪中某个部件出现偏差(如弹簧不可逆形变、活塞与活塞缸不致密、活塞移动不均匀等)而导致实际移液量不准确且操作员很难发现,影响实验结果。

④ 采用这种排代原理方式移液,

在进行一定量的移液操作中,吸液达到平衡状态时,满足以下公式:

P枪体内腔+P液体=P大气 ;

式中P枪体内腔 是指移液吸头中液面以上的气体压强,P液体是指移液吸头中的液体底部与外部大气接触面的压强,P大气是指外部大气压强。

即:P枪体内腔+ƿgh=P大气 ‚;

式中ƿ是指被移液体的密度,g是指重力加速度,h是指移液吸头内液体的高度。

由‚式可知,在进行不同密度液体的等量移液时,P大气和P枪体内腔基本保持不变,则有:

 Ƿ1gh1=Ƿ2gh2ƒ

即Ƿ1/Ƿ2=h2/h1

则,若两种被移液体的密度不同,则其被吸入移液吸头的液面高度也会不同,进而在本次等量移液操作中,其实际移液体积也会不同。

在目前移液器在校准时,是采用超纯水进行校准,其密度在25℃时为
0.997041g/cm3,而若移取如密度为1.50g/cm3氢氧化钠时,其实际移液体积就会偏小,造成不可忽视的移液不准确现象,只有在移取与超纯水密度相当的液体时,才能保证较精准的移液量。

所以,目前采用普通的空气排代原理的移液器,会因移液体的密度、压力与校准用的超纯水密度、压力的不同而造成实际移液量不准确,且密度、压力相差越大,移液量准确度越低。

2、操作员方面

吸液时,对操作员移液操作要求高,容易受到:

① 吸头浸入液面深度(且不同移液量要求浸入深度不一样,操作过程操作员很难把握)的影响;

② 吸液速度的影响

③ 枪体倾斜度的影响

④ 移液量所占吸头zui大容量百分比的影响

⑤ 吸头入液保持时间等影响到实际移液精度的影响

实践表明,采用目前的移液器,人为操作失误出现次数较高,进而影响到实际移液量,且不易被人擦觉,影响实验结果。

本移液器简介:

达到的效果

经计算整套移液器成本只为目前普遍使用的移液器的10%以下;移液精准度较目前国内外任何一款移液器精准度都高且精准度不受操作人员操作和被移液体密度、压力影响,对移液器永不需要进行任何校准操作。

采用的原理与结构

采用标管吸溢法进行移液的移液器组件,本移液吸头由位于下部的标量移液管以及位于上部的溢出液收集管两部分组成,标量移液管为一直通管,其上部插入溢出液收集管管腔内,且插入部分的管径小于溢出液收集管内腔管径,以保证液体能流至溢出液收集管内腔底部,标量移液管与溢出液收集管内腔底部密封结合。采用该移液吸头的移液器,只需具有粗略的移液体积调节功能,即可配合完成精确移液操作。





 

移液过程

在吸液时,先将移液枪量程调节至比所需移液量稍高的容量(为了保证看到溢出效果,判断标量移液管已经吸满),液体先吸满标量移液管,多余液体则从标量移液管顶端溢出,溢出液体又被收集在溢出液收集管的内腔底部中。在排液时,只排出标量移液管中的液体,至此,完成定量移液过程。

采用本移液吸头的多孔道移液器

目前的多孔道移液器,是在其下部的腔体中再增设若干小活塞组件,而达到多孔道移液的目的,尤其为保证各孔道移液量的几近等量,更需要在很多精密部件上进行设计加工,且操作上更容易出现失误而导致各孔道移液量不均等,且几乎不会被人察觉。

采用本移液吸头的多孔道移液器,移液器上部与上述单道移液器相同,其下腔体内腔为无活塞组件的空腔,如图,移液操作中,只需保证各移液吸头中的标量移液管已被吸满,即可实现等量的移液目的,简单,可靠。
 

本方案优点:

采用该移液技术方案的优点在于:

1)整体成本低(仅为目前普遍使用的移液器成本的10%以下);

2)移液精确度高(比目前采用普通的排代法移液的任何一款国内外移液器的精度都要高);

3)永不需要进行校准操作,且一直保持原有的精确度;

4)移液操作简便(对操作员操作姿势规范几乎无要求),且不易在操作过程中因为操作失误或移液器部件本身失误而产生误差。

备注:本方案实现精确移液只是通过标量移液管加工时的精密注塑加工实现,通过吸满标量移液管,达到所需移液量的目的,一个型号移液吸头只能用于吸取本精确容量的移液,需要改变移液量时,只能更换对应的移液吸头或通过两两组合(如用200微升加10微升两个移液吸头组合实现210微升的移液)达到移液目的。在实际移液中,因大多数实验移液量不会在1~1000ul中的任何一个量都使用,实验中较常用的量只为整百整十微升,所以只需定制出常用的移液吸头即可满足一般的移液操作。或可根据客户要求进行加工定制。

1469 次关注     提问者: wei3074  


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