Trong môi trường phòng thí nghiệm hiện nay, pipet là dụng cụ không thể thiếu khi cần đo lường và phân phối một thể tích chất lỏng cụ thể. Tùy thuộc vào quy mô phòng thí nghiệm và thể tích cần phân phối, người ta thường sử dụng các loại pipet khác nhau:
- Ống hút dịch chuyển không khí
- Ống hút định lượng thể tích
- Ống nhỏ giọt định lượng
- Ống nhỏ giọt có thể điều chỉnh phạm vi
Năm 2020, chúng ta bắt đầu thấy các micropipette dịch chuyển không khí đóng vai trò quan trọng trong cuộc chiến chống COVID-19, và chúng được sử dụng để chuẩn bị mẫu cho việc phát hiện mầm bệnh (ví dụ: RT-PCR thời gian thực). Thông thường, có thể sử dụng hai thiết kế khác nhau, pipette dịch chuyển không khí thủ công hoặc có động cơ.
Ống hút khí nén điều khiển bằng tay so với ống hút khí nén điều khiển bằng động cơ
Trong ví dụ về pipet dịch chuyển không khí, một pít-tông được di chuyển lên hoặc xuống bên trong pipet để tạo ra áp suất âm hoặc dương lên cột không khí. Điều này cho phép người dùng hút hoặc đẩy mẫu chất lỏng bằng đầu pipet dùng một lần, trong khi cột không khí trong đầu pipet ngăn cách chất lỏng với các bộ phận không dùng một lần của pipet.
Cơ cấu chuyển động của pít-tông có thể được thiết kế để vận hành thủ công bởi người điều khiển hoặc bằng điện tử, tức là người điều khiển di chuyển pít-tông bằng cách sử dụng động cơ điều khiển bằng nút bấm.
Những hạn chế của pipet cầm tay
Việc sử dụng pipet cầm tay trong thời gian dài có thể gây khó chịu và thậm chí gây thương tích cho người sử dụng. Lực cần thiết để nhỏ giọt chất lỏng và đẩy đầu pipet ra, kết hợp với các chuyển động lặp đi lặp lại thường xuyên trong nhiều giờ, có thể làm tăng nguy cơ mắc hội chứng căng cơ lặp đi lặp lại (RS - repetitive muscle strain) ở các khớp, đặc biệt là ngón tay cái, khuỷu tay, cổ tay và vai.
Ống hút định lượng loại cầm tay yêu cầu người dùng phải nhấn nút bằng ngón cái để nhả chất lỏng, trong khi ống hút định lượng điện tử mang lại sự tiện dụng hơn với nút điều khiển điện tử trong ví dụ này.
Các giải pháp thay thế điện tử
Ống hút mẫu điện tử hoặc có động cơ là những lựa chọn thay thế tiện dụng cho ống hút mẫu thủ công, giúp cải thiện hiệu quả lượng mẫu thu được và đảm bảo độ chính xác. Không giống như các nút điều khiển bằng ngón tay cái và điều chỉnh thể tích thủ công truyền thống, ống hút mẫu điện tử được trang bị giao diện kỹ thuật số để điều chỉnh thể tích, hút và xả mẫu thông qua một piston chạy bằng điện.
Lựa chọn động cơ cho pipet điện tử
Vì việc hút chất lỏng bằng pipet thường là bước đầu tiên trong một quy trình nhiều bước, bất kỳ sự không chính xác hoặc thiếu sót nào xảy ra khi đo lượng chất lỏng nhỏ này đều có thể ảnh hưởng đến toàn bộ quy trình, cuối cùng ảnh hưởng đến độ chính xác và độ tin cậy tổng thể.
Độ chính xác và độ tin cậy là gì?
Độ chính xác đạt được khi pipet phân phối cùng một thể tích nhiều lần. Độ chính xác đạt được khi pipet phân phối chính xác thể tích mục tiêu mà không có bất kỳ sai sót nào. Độ chính xác và độ chuẩn xác rất khó đạt được cùng một lúc, tuy nhiên các ngành công nghiệp sử dụng pipet lại yêu cầu cả hai yếu tố này. Trên thực tế, chính tiêu chuẩn cao này mới giúp cho việc tái tạo kết quả thí nghiệm trở nên khả thi.
Trái tim của bất kỳ pipet điện tử nào chính là động cơ của nó, yếu tố ảnh hưởng đáng kể đến độ chính xác và độ tin cậy của pipet, bên cạnh một số yếu tố quan trọng khác như kích thước, công suất và trọng lượng. Các kỹ sư thiết kế pipet chủ yếu lựa chọn giữa bộ truyền động tuyến tính bước hoặc động cơ DC. Tuy nhiên, cả động cơ bước và động cơ DC đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng.
Động cơ DC
Động cơ DC là loại động cơ đơn giản, quay khi được cấp nguồn DC. Chúng không cần các kết nối phức tạp để hoạt động. Tuy nhiên, do yêu cầu chuyển động tuyến tính của pipet điện tử, các giải pháp sử dụng động cơ DC cần thêm vít me và bộ truyền động để chuyển đổi chuyển động quay thành chuyển động tuyến tính và cung cấp lực cần thiết. Các giải pháp DC cũng cần một cơ chế phản hồi dưới dạng cảm biến quang học hoặc bộ mã hóa để điều khiển chính xác vị trí của piston tuyến tính. Do quán tính cao của rôto, một số nhà thiết kế cũng có thể thêm hệ thống phanh để cải thiện độ chính xác định vị.
Động cơ bước
Mặt khác, nhiều kỹ sư lại ưa chuộng các giải pháp truyền động tuyến tính bằng động cơ bước vì tính dễ tích hợp, hiệu suất tuyệt vời và chi phí thấp. Truyền động tuyến tính bằng động cơ bước bao gồm các động cơ bước nam châm vĩnh cửu với rôto có ren và thanh dẫn sợi tích hợp để tạo ra chuyển động tuyến tính trực tiếp trong kích thước nhỏ gọn.
Thời gian đăng bài: 19/06/2024