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移液器

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一組Eppendorf移液器

移液器(英語:pipette, pipet, pipettorchemical dropper),又稱「定量吸管」、「移液管」、「吸量管」,港台口語上常以英語名稱來稱呼。是一種實驗室器材,專門用來量測液體體積,並將其吸取以滴入其他容器。常使用於生物學實驗化學實驗。通過多種設計來實現不同的準確與精密度,包括從簡單的一片玻璃製作的吸管,到複雜的可調的或電控的吸管。 許多移液管可使液面上方容器形成局部真空,並通過選擇性地調節真空體積來吸取或排出液體。其測量的準確度因種類不同而差別巨大。

歷史

第一個微量移液管由德國人漢斯·施密茨(Dr Hanns Schmitz)於1960年發明。艾本德(Eppendorf )公司的創始人,海因瑞·奈希勒(Heinrich Netheler)繼承了專利權,並於六十年代開始了微型移液器的商業生產。而可調的移液器則是由幾個美國威斯康辛州的人共同發明的,主要包括發明家沃倫·吉爾森(Warren Gilson)和威斯康星大學麥迪遜分校的生物化學教授,亨利·拉迪(Henry Lardy)。

稱呼

即使各種移液器都有本身特定的描述性稱謂,在實際中,任何類型的移液器都會被簡單地稱為「移液器」或「定量吸管」,通過上下文可以明顯地推斷出所指的具體種類。有時,處理1至1000微升的移液器會被區別為「微量移液器」(micropipette),而對於更大體積的,則會成為「大量移液器」(macropipette)。

常見的移液器

排氣式微量移液器

處理1-5毫升和100-1000微升的移液管,具有鎖定功能

排氣式微量移液器,常稱為「排氣式移液槍」,簡稱「移液槍」,是一種可調的、用於測量0.1-1000微升間體積的移液管。這種移液管需要一次性的槍頭,與液體接觸。以下幾種型號的微量移液管對應四種不同顏色的尖端:

種類 體積 (uL) 頂端顏色
P2.5 0.1-2.5
P10 1 – 10
P20 2 – 20
P100 10-100
P200 20 – 200
P1000 100 – 1000

這種移液器通過活塞驅動,排出空氣,由此,垂直運動的金屬或陶瓷活塞在密閉的筒管中製造出真空。當活塞向上抽動,壓縮後半部氣體,而前一半空間則變成了真空。此時,槍頭附近的液體便進入了真空部分,隨後便可轉移或再次排出。這種移液器可以很準確和精密。然而,因為其依賴於氣體的移動、壓縮,它的準確度會受環境條件的影響,特別是溫度和使用者的技術。因而,這種儀器必須被妥善地保存和校準,使用者也必須經過訓練,練習正確的和穩定的操作技術。

微量移液器品牌包括 Gilson、ErgoOne、Eppendorf等。

存在不同種類的微量移液器:

  • 體積可調的或固定的
  • 單腔道、多腔道或連發型
  • 錐形尖端或柱狀尖端
  • 手動的或電控的

不分廠家和價格,如果頻繁使用,任何生產商都推薦使用者每六個月校準微量移液器。藥物、食品廠商要求每三個月校準。進行化學實驗的學校可以每年校準。進行大量測試的法醫和研究部門通常會每月校準。

正置換移液器

這種移液器與排氣式移液器相類似,但是更少用,通常用於避免污染,或用於體積小、揮發性的或有粘性的物質,比如DNA。主要的差別在於其一次性尖端是一個微量調節注射器(Microsyringe),由塑料製成,包括一個活塞,可以直接排出液體。

容積式移液器

不同型號的容積式移液器

容積式移液器允許使用者極高精度地(四位有效數字)測量溶液體積,這種移液器有一個較大的球狀物,上方與一個狹窄的部分相連,這一部分刻有一條刻度線,僅標識出一個體積(類似容量瓶)。典型的型號包括10、25、50毫升體積。容積式移液器常用於從基本原料中配製溶液,或用於準備滴定液。

刻度移液器

刻度移液器,又稱刻度吸管、有刻度移液管等,是一種大型移液器,包含一個有一系列刻度線的長筒,類似於量筒滴定管,表示不同的體積。它也需要製造真空,在早期的化學、生物試驗中,實驗者會用吸氣。刻度移液器通常有5、10、25、50毫升規格。

為防止吸入有害物質,各類手動或電控的移液器被發明了出來。最初,移液器由鈉鈣玻璃(soda-lime glass)製成。如今許多移液管都有硼矽酸鹽玻璃(borosilicate glass)製成。一次性的刻度移液器通常由聚苯乙烯製作。刻度移液器常見兩種刻度方式:

  • 摩爾吸管(Mohr pipette),在末端前刻有零刻線。特定體積的液體吸入移液管,通常至最大體積,然後根據需要,部分移出。
  • 血清吸管,無零刻線對應空的移液管,所需體積的液體吸入移液管,然後移出。
上方:摩爾吸管。下方:血清吸管

歷史上,刻度移液器的精度不如容積式移液器,然而隨着生產方法的進步,如今的刻度移液器精度可與容積式媲美。[1]刻度移液器具有正負誤差範圍,在20℃測量時,即是理論體積的0.6%至0.4%。刻度移液器根據ISO精度和刻度安排標準製造。A類比B類精度更高。

巴斯德吸管

巴斯德吸管

巴斯德吸管是一種塑料或玻璃移液管,用於轉移少量液體,但不標有任何體積的刻度或準線。巴斯德吸管更常被稱為滴管、化學滴管。

特製的移液器

注射器吸液管

注射器吸液管是一種手持設備,擁有容積式、刻度式移液管和滴定管的全部功能。它被ISO體積A類標準校準。採用玻璃或塑料管,活塞由拇指控制。這種設備應用於多種液體(水溶液、粘性液體、揮發性液體;烴類;精油;混合物),測量範圍在0.5mL到25mL之間。這種安排提高了測量精度、操控安全性、可靠性,節省資源,並使得使用範圍較廣。這種吸液管不需要一次性槍頭。

玻璃微量吸管

這種移液管用於微觀樣品的物理接觸,比如顯微鏡下注射(microinjection)和膜片鉗(patch clamp)操作。大多數微量吸管由硼矽酸鹽鋁矽酸鹽石英製成,當然也有其他很多種類、型號大小不同的玻璃管。各種組成都擁有不同的性質,決定了他們的適用範圍。

移液機械人

人形機械人操縱移液器

移液機械人能夠像人一樣操作移液管[2]

校準

移液器的再校準[3]對於使用該儀器的實驗室來說是很重要的。通過與標準比較,它可以檢驗或調整測量儀器,使其接近真實值。移液器的校準,對於保證儀器按預想、在規範下工作是極為關鍵的。它被認為是個很複雜的工作,因為包括了多個校準步驟中的要素、多個校準標準選擇,同時還要考量移液器本身的品質和模型。

參考文獻

  1. ^ The Micropipette Story[永久失效連結]
  2. ^ hands-free use of pipettes, August [2012-08-29], (原始內容存檔於2012-09-14) 
  3. ^ What is Pipette Calibration?. [2013-07-18]. (原始內容存檔於2013-06-30). 

外部連結