Korzyści z ręcznego i automatycznego pipetowania w laboratorium

Naukowcy i laboranci od dawna stosują różne metody pipetowania przy przeprowadzaniu różnych eksperymentów. Zazwyczaj polegało to na ręcznym pipetowaniu określonych objętości, czasami tak małych jak µl. Jednak wraz ze wzrostem obciążenia pracą, mniejszymi rozmiarami próbek i zwiększoną potrzebą dokładności, wielu badaczy zaczęło zwracać się w stronę automatyzacji, w tym pipetowania automatycznego, w celu zaspokojenia swoich potrzeb w zakresie pipetowania.

Argumenty za i przeciw ręcznemu pipetowaniu

Technicy laboratoryjni, studenci, a nawet kierownicy i nadzorcy laboratoriów polegają na pipetach podczas wykonywania swoich codziennych zadań. Korzystanie z pipet ręcznych daje szereg korzyści, w tym niskie koszty początkowe zakupu sprzętu oraz niewielki czas potrzebny na przeszkolenie nowych użytkowników. Laboratorium może z łatwością zakupić wiele pipet dostosowanych do różnych objętości, a większość z nich kupuje również oddzielne zestawy do określonych eksperymentów, aby uniknąć zanieczyszczenia krzyżowego, takich jak eksperymenty z substancjami radioaktywnymi, lub do pracy bez RNazy. Pracownicy laboratorium, w tym studenci, mogą zostać szybko przeszkoleni w zakresie obsługi różnych pipet używanych w laboratorium i mogą pracować samodzielnie, co pozwala im na wykonywanie wielu serii próbek i przełączanie się między aplikacjami przy minimalnych wymaganiach konfiguracyjnych.

Poza łatwością użycia, pipety ręczne są również łatwiejsze w kalibracji i konserwacji. Większość techników laboratoryjnych jest w stanie utrzymać i skalibrować własne pipety bez potrzeby korzystania z pomocy z zewnątrz. Do oceny kalibracji pipety można wykorzystać zwykłą wagę analityczną i trochę wody. Jeśli okaże się, że pipeta jest "wyłączona", proste czyszczenie i wymiana o-ringu oraz uszczelki często rozwiąże problem.

Niektóre wady używania pipet ręcznych stały się z czasem bardziej wyraźne. Jednym z problemów związanych z ręcznym pipetowaniem jest błąd ludzki. Pipeta wymaga precyzyjnych ruchów, aby działać konsekwentnie, a jeśli technik stosuje niespójną technikę, istnieje ryzyko wahań stężenia. Ta niespójność może być również problemem w przypadku porównywania techniki pipetowania przez różnych użytkowników. Może to pogorszyć jakość danych i wymagać powtórzenia eksperymentów, co może być kosztowne. Spójność i dokładność stają się coraz ważniejsze, ponieważ nowoczesne techniki wymagają niezwykle małych rozmiarów próbek, a instrumenty analityczne stają się coraz bardziej czułe. Kolejnym problemem, który może pojawić się w związku z ręcznym pipetowaniem, jest jego powtarzalny charakter. Używanie pipety ręcznej wymaga powtarzania określonego ruchu, czasami setki lub tysiące razy dziennie, co może prowadzić i prowadziło do urazów związanych z powtarzalnym napięciem (RSI) u wielu laborantów. Ponieważ pipetowanie jest uważane za jedno z najbardziej powtarzalnych zadań w laboratorium, nie jest zaskoczeniem, że naukowcy od dawna starają się zautomatyzować ten proces na różne sposoby.

Opcje pipet pośrednich

Oprócz prostych pipet ręcznych stworzono specjalistyczne pipety, które ułatwiają powtarzalność zadania i zwiększają ogólną dokładność pipetowania. Jedną z takich innowacji jest pipeta do wielokrotnego dozowania. Pipety powtarzalne pozwalają użytkownikom dozować precyzyjne objętości cieczy w serii bez konieczności aspiracji pomiędzy każdym krokiem. Pipety te dozują taką samą, stałą objętość za każdym razem, zwiększając spójność, a także pomagając zmniejszyć liczbę urazów spowodowanych powtarzaniem czynności, ponieważ eliminują część powtarzanego zadania. Pipety powtarzalne są również idealne w przypadku pracy z gęstymi lub lepkimi cieczami, których dokładne odmierzenie za pomocą tradycyjnych pipet może stanowić wyzwanie.

Innym typem pipety przeznaczonej do ułatwienia zadania są pipety wielokanałowe. Pipety te są zazwyczaj wyposażone w 8 lub 12 głowic i są przeznaczone do stosowania z różnymi mikropłytkami, umożliwiając napełnianie wielu dołków jednocześnie za pomocą jednego urządzenia. Pozwala to użytkownikowi na szybsze i łatwiejsze napełnianie płytek wielodołkowych, powszechnie stosowanych w hodowlach tkankowych, badaniach przesiewowych leków i testach enzymatycznych. Poza zwiększeniem wydajności, pipety wielokanałowe zmniejszają również ryzyko wystąpienia RSI oraz błędów ludzkich poprzez zmniejszenie ilości pipetowania wymaganego w danym eksperymencie o współczynnik 8 lub 12.

Pipety elektroniczne są doskonałą ergonomiczną alternatywą dla pipet ręcznych i stanowią skuteczny sposób na zwiększenie przepustowości bez wdrażania automatyzacji. Podobnie jak w przypadku pipet ręcznych, są one dostępne w różnych formatach, w tym wielokanałowych. Te elektroniczne pipety mogą znacznie zmniejszyć ryzyko popełnienia błędu przez człowieka, zwłaszcza w przypadku długotrwałego pipetowania. Ich ergonomiczna konstrukcja pomaga również złagodzić czynnik ryzyka związany z RSI poprzez zmniejszenie potrzeby dokładnej aspiracji i dozowania cieczy rocznie oraz zmniejszenie sił wyrzucania końcówek nawet o 93%.

Jeśli laboratorium nie chce w pełni poświęcić się automatyzacji, może również wdrożyć rozwiązanie półautomatyczne. Półautomatyzacja pozwala laboratoriom na zwiększenie produkcji poprzez automatyzację niektórych aspektów przygotowania próbek. Może to obejmować półautomatyczne systemy przenoszenia cieczy, w których technik musi po prostu przesuwać sondę z naczynia do naczynia, podczas gdy ona wykonuje pipetowanie.

Zautomatyzowane systemy obsługi cieczy

Zautomatyzowane lub zrobotyzowane systemy obsługi cieczy mogą wykonywać wiele zadań, w tym przygotowanie próbek i automatyczne pipetowanie. Funkcje te pozwalają laboratoriom na zautomatyzowanie różnych etapów pracy z cieczami, dzięki czemu mogą one skonfigurować eksperymenty i odejść od nich. Zapewniają one również większą precyzję i powtarzalność w porównaniu z ręcznym przetwarzaniem próbek, oferując powtarzalne pomiary i dostarczanie roztworów o jednakowej objętości. Dostępnych jest wiele systemów automatycznych, oferujących szereg funkcji i możliwości dostosowanych do różnych zastosowań. Mogą być stosowane w sekwencjonowaniu next-gen, wysokiej przepustowości, reakcjach qPCR/PCR, a także do konserwacji lub przechowywania dużych kolekcji.

Te zautomatyzowane systemy obsługi płynów oferują laboratoriom wiele korzyści. Umożliwiają automatyzację zadań, w tym aplikacji o wysokiej przepustowości, redukując błędy związane z obsługą próbek i dozowaniem. Mierzą one również objętość podczas procesu dozowania, sprawdzając, czy dokładna objętość jest konsekwentnie przenoszona i czy każda studzienka jest skutecznie mieszana przed kolejnym przeniesieniem, optymalizując cały przepływ pracy z cieczami. Ponadto można je wykorzystywać do wykonywania delikatnych operacji, takich jak pipetowanie niewielkich objętości, suszenie próbek do dalszego przetwarzania lub zbieranie frakcji.

Ogólnie rzecz biorąc, wybór między pipetami ręcznymi a automatycznymi zależy od rodzaju aplikacji prowadzonej przez laboratorium. Pipetowanie ręczne jest preferowane w przypadku ograniczonych objętości i małych zastosowań. W miarę postępu zadań można zintegrować opcje półautomatyczne i elektroniczne, aby odciążyć techników i zmniejszyć ryzyko wprowadzenia błędów wynikających ze zmęczenia. Jeśli potrzebne jest rozwiązanie w pełni zautomatyzowane, wybór, wykorzystanie i walidacja zautomatyzowanego systemu obsługi cieczy powinny być dopasowane do konkretnych zastosowań, w których będzie on wykorzystywany. W rzeczywistości ogólne specyfikacje wybranego instrumentu powinny być drugorzędne w stosunku do specyfikacji istotnych dla danego zastosowania.

LabTAG firmy GA International jest wiodącym producentem wysokowydajnych etykiet specjalnychoraz dostawcą rozwiązań identyfikacyjnych stosowanych w laboratoriach badawczych i medycznych, a także w placówkach służby zdrowia.