一种永不需要校准,不受移液溶液密度影响移液精确度高,的采用等体积原理进行设计的新型移液器.pdf

一种针对永不需要对移液枪进行校准 不受移液溶液密度影 响移液量 精确度高 成本便宜的采用非等质量 等体积 原理移液进行设计的新型移液器 一种针对永不需要对移液枪进行校准 不受移液溶液密度影 响移液量 精确度高 成本便宜的采用非等质量 等体积 原理移液进行设计的新型移液器 技术背景技术背景 目前普遍使用的移液器存在的问题 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 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 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 采用这种排代原理方式移液 即使花再多成本使内部构造再精密 因为原理 是通过空气排代而实现的等质量移液 因此 只要移液体的密度与其校准用的蒸 馏水密度不同 其移液量只是保证质量相等而体积会偏小或偏大 实际不能实现 等体积移液 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 大气是指枪体外部大气压强 即 P 枪体内腔 gh P大气 式中 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 因P 大气和P枪体内腔基本保 持不变 则有 1gh1 2gh2 即 1 2 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 实际移液体积也会不同 因在目前移液器在校准时 是采用超纯水进行校准定量 其密度在 25 时为 0 997041g cm 3 而若以此移取如密度为 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 尤其在具有密度梯度液体的实验中 采用这类移液器进行移液 很难得到真实的结果曲线 只有在移取与超纯水密度 相当的液体时 才能保证较准确的移液量 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 要达到一定移液精准度对操作员的移液操作技巧要求高 容易受到以下 操作规范限制影响到移液精准度 导致很多分析类实验人员不选择移液器进行移 液操作 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 吸液速度 枪体倾斜度 移液量所占吸头最大容量百分比 吸头入液保持时间等影响到实际移液精度 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 本新型移液器原理与结构本新型移液器原理与结构 采用最新移液原理 标管吸溢法进行移液的移液器组件 区别于传统移 液枪采用的等质量移液原理 本技术方案采用等体积移液原理进行移液 即通过 精密注塑本移液吸头中的标量移液管而达到精密移液目的 即只需保证下图中的 标量移液管吸满液体就达到等体积移液 而并不要求移液枪本身复杂而精密的空 气排代量 这不仅使成本大大降低 同时真正实现了等体积的移液 本移液吸头 结构如下图 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 其容积为经精密注塑的标准容量 如 10ul 200ul 500ul 1ml 10ml 等 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 本方案移液过程本方案移液过程 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 为了便于看到 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 如下图 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 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 目前的精密加工技术已普遍能满足所 需精度 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 需要更换对应容量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