自動化對人工操作的沖擊液體處理系統(tǒng)提供了更好的樣本制備

文/Pia Sch?ble

自動化對人工操作的沖擊液體處理系統(tǒng)提供了更好的樣本制備

文/Pia Sch?ble

圖1：液體介質(zhì)在實驗室中無處不在，高效處理液體介質(zhì)常需要自動化解決方案。

Nevolab有限責(zé)任公司的領(lǐng)導(dǎo)人Manfred Lorenz先生表示：“在科學(xué)研究機(jī)構(gòu)中，能夠簡單重復(fù)再現(xiàn)實驗結(jié)果具有十分重要的意義，當(dāng)實驗過程中的移液步驟由人工手動操作時十分容易出現(xiàn)錯誤，該項工作不僅需要耗費相當(dāng)多的時間，還要耗費大量精力。完成50次移液后注意力將會被分散，也可能無意中放錯了移液容器。

高精度的實驗室自動化系統(tǒng)

就實驗室自動化而言，移液的類型及方法同樣值得考慮：在美國的一家生物技術(shù)公司中進(jìn)行的一次對比試驗顯示，將實驗員人工手動移液結(jié)果與移液機(jī)器人移液結(jié)果進(jìn)行對比后顯示，實驗員采用的移液方式不同，結(jié)果各有所異，當(dāng)反向移液時，反應(yīng)容器中殘留的液體經(jīng)常超出規(guī)定殘留量。

據(jù)人工手動移液結(jié)果顯示：在精度差異較大的情況下，與移液機(jī)器人液壓結(jié)果相比，差異越大，液壓技術(shù)規(guī)范規(guī)定的理論值差異越大。Lorenz先生表示：“在極端情況下，該種移液方式可導(dǎo)致整套實驗傳遞結(jié)果失敗。不僅浪費了許多時間，而且損害實驗室聲譽(yù)、浪費本不應(yīng)該浪費的試驗材料及價格不菲的化學(xué)試劑。”為了能夠排除人工手動樣本制備過程中的不確定因素，實現(xiàn)更高的重復(fù)再現(xiàn)率，實驗室自動化系統(tǒng)最佳。大多數(shù)情況下，液體處理機(jī)器人是大型實驗室選擇，經(jīng)常需要一筆較多投資。因此，Nevolab公司專門研發(fā)設(shè)計了一種Samplify系列的小型液體處理機(jī)器人。其中的Robot型和Samplify P型價格相對較低，能夠與實驗室現(xiàn)有的儀器設(shè)備配套使用；因此，不必全面更換實驗室現(xiàn)有設(shè)備及裝備。

圖2：Samplify-XL型移液機(jī)器人最多可同時完成20塊96孔及384孔多孔板移液，適用于檢測分析工作量大的實驗室及制定解決方案。

DIN A3尺寸規(guī)格的工作性能

作為一種經(jīng)濟(jì)實惠的入門級產(chǎn)品，Samplify Robot液體處理機(jī)器人適用于高品質(zhì)自動化分析天平。外形尺寸為375 mm×375 mm×60 mm，占用面積小于一張A3紙，尺寸不高，不使用時方便收藏。使用時搬運較為便捷：重量只有5.1公斤，可以毫不費力的將其放置于任何工作地點。所需要的電力一般為230 V或110 V普通電源。其Z軸行程運動力量為3.6牛頓，最大行程為190毫米。

Z軸精度為：行程120毫米時誤差約0.22毫米，具有遠(yuǎn)高于人工手動移液的重復(fù)精度。移液器吸嘴容量為0.1～12.5 mL。Samplify Robot移液機(jī)器人適用于試管架中敞口小瓶、試管、樣本瓶以及多孔板上具有較大空腔的容器在移液過程中使用。

Samplify P為液壓機(jī)器人進(jìn)一步研發(fā)產(chǎn)物，其外形尺寸為375 mm×375 mm ×60 mm，包括：液體處理單元，整個重量為8.7公斤，較Robot型略重。它以其強(qiáng)大的Z軸性能著稱：最大行程190毫米，工作行程120毫米，持續(xù)工作力為50牛頓。該型號的運動精度高達(dá)0.1毫米，非常適合與一次性吸嘴配套使用、能夠較好完成0.5～20微升小量移液。P型移液機(jī)器人可同時處理5塊96孔及384孔多孔板液壓工作。因此，可以在較大的樣本量處理過程中使用。必要時也可在該臺液壓機(jī)器人旁配置一臺可更換吸嘴的轉(zhuǎn)換套件，便于簡單更換吸嘴，也能夠同時使用帶隔板安培瓶。

軟件助您實現(xiàn)更多應(yīng)用

不僅是Samplify Robot型移液機(jī)器人，Samplify P型移液機(jī)器人的底板同樣具有PTFE聚四氟乙烯涂層，用于惰性材料的制造。因此，幾乎適用于在所有實驗室環(huán)境中工作使用。它們的用途并不僅僅局限于液體移液。兩種型號的移液機(jī)器人都可以與搖勻器、攪拌器、溫控器、數(shù)據(jù)處理設(shè)備等在樣本制備、液體介質(zhì)定量控制及移液中配套使用；在配制原液或一系列稀釋過程中使用、作為自動進(jìn)樣器自動采樣或者作為分餾收集器使用。因此，它不僅可以在自然科學(xué)實驗室中應(yīng)用也可以在質(zhì)量檢驗、食品生產(chǎn)技術(shù)、環(huán)境保護(hù)技術(shù)和生命科學(xué)技術(shù)實驗室中使用。

在自動移液系統(tǒng)研發(fā)設(shè)計過程中，Nevolab公司對操作使用的簡單性給予極高關(guān)注并設(shè)計專業(yè)軟件Samplify Script保障使用操作的簡單性。Lorenz先生介紹說道，“直觀操作界面能夠讓沒有豐富編程知識的實驗室工作人員也能夠做適當(dāng)調(diào)整，從而節(jié)約寶貴時間?！痹撥浖到y(tǒng)可以簡單安裝在筆記本電腦、臺式計算機(jī)或平板電腦之中，通過專用的功能模塊控制移液機(jī)器人工作，便可節(jié)約通風(fēng)柜或?qū)恿鲀艋謨?nèi)寶貴的空間。

本刊提示

液體處理自動化：在自動化設(shè)備取代人工操作，排除實驗室操作失誤的一項重要出錯根源，但是由于該系統(tǒng)操作的復(fù)雜性使得其像從前一樣易成為實驗室工作出錯的根源。為了保證在各次試驗分析過程中具有較高的重復(fù)再現(xiàn)比率及確保儀器設(shè)備使用的靈活性，必須對操作順序及操作順序的變型給予嚴(yán)格監(jiān)控，從而確保所有操作控制在嚴(yán)格規(guī)定范圍內(nèi)進(jìn)行。

可擴(kuò)展并與其他儀器設(shè)備配套使用

這些移液自動化設(shè)備完全可以根據(jù)各個實驗室實際檢測配置，例如，Nevolab公司提供射頻筆、條形碼閱讀器、腳踏開關(guān)、標(biāo)簽打印機(jī)及專用注射器等輔具；利用這些輔具就可方便的擴(kuò)展液壓機(jī)器人的工作范圍。它同樣可以輕松將其集成到由其他生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的系統(tǒng)及儀器設(shè)備中去，例如，集成到其■

圖3：Samplify系列自動化移液器可同時應(yīng)用于通風(fēng)柜。

圖4：Samplify系列移液機(jī)器人的模塊化結(jié)構(gòu)使其可與許多種附件配套工作。

為滿足高檢測分析工作量及特殊的實驗分析流程要求，Nevolab公司還專門提供SamplifyXL型移液機(jī)器人，面積為960×600 mm，明顯更大；最高可同時完成20塊96孔及384孔多孔板移液，移液量在0.5 μL至12.5 mL之間，移液精度為0.01 mm，液體試劑材料的定量控制、拾取及放置等用戶要求的特殊操作同樣可以毫無問題的完成。

Nevolab公司Lorenz先生表示：“根據(jù)需要，自動化移液機(jī)器人同樣可與不同的附件配套使用，例如，與卡爪、探測器及多頭移液器等設(shè)備配套使用，同樣適用于藥品生產(chǎn)領(lǐng)域里完成藥劑灌裝并在3D打印技術(shù)領(lǐng)域中進(jìn)行原材料定量控制，使得實驗室工作更經(jīng)濟(jì)、移液機(jī)器人維護(hù)保養(yǎng)工作量極少、移液精度穩(wěn)定一致。另外，它同樣能夠節(jié)約價格昂貴的試劑并能夠讓實驗員在工作的同時完成其他更重要的工作。”

樣本制備或移液等都是實驗室的日常工作，當(dāng)這些工作都是由人工手動完成時，十分容易出錯。仔細(xì)閱讀本文，您會詳細(xì)了解到實驗室自動化系統(tǒng)如何將錯誤率降到最低。

本文作者來自慕尼黑市，Gebhardt–Seele ABOPR流程工藝技術(shù)辦公室。