正確移液—移液器知識合集

文/Peter Pfeiffer Roman Klinkner

正確的移液是實驗成功的保障// 在實驗室工作的每一個人都應(yīng)該會正確移液，正確移液有一個大前提：正確地認(rèn)識、使用、校準(zhǔn)，以及維護(hù)移液設(shè)備。本文將從移液器的認(rèn)識、使用，校準(zhǔn)，以及維護(hù)等幾個方面，詳細(xì)地把移液器的相關(guān)知識分享給大家，并與各位讀者進(jìn)行交流、討論。

在實驗室中，移液幾乎是一項最普通的工作了。也許正是因為如此普通、簡單，所以沒有得到人們的關(guān)注。但就是這樣一個最為普通、簡單的工作卻對檢測實驗的結(jié)果有著至關(guān)重要的影響。本文將從移液器的認(rèn)識、使用、校準(zhǔn)，以及維護(hù)等幾個方面，詳細(xì)地把移液器的相關(guān)知識分享給廣大讀者。

移液器的基本類型

活塞式移液器

活塞式移液器又稱之為馬爾堡移液器、微型或者微量型移液器。活塞式移液器現(xiàn)已成為實驗室中的標(biāo)準(zhǔn)計量器具，能夠在微升范圍內(nèi)快捷方便的完成移液任務(wù)?；钊揭埔浩髯畲蟮亟Y(jié)構(gòu)設(shè)計特點是帶彈簧的可移動柱塞。利用柱塞在移液管中的上下移動，實驗員可以任意的設(shè)置、調(diào)整移液量，能夠快速、準(zhǔn)確地移送限定體積的液體，通常移液量在標(biāo)稱容積10%至100%的范圍內(nèi)?；钊揭埔浩鞣譃閮纱箢愋停嚎諝庹龎菏揭埔浩?，見圖1（左）和活塞移動式移液器，見圖1（中）?；钊苿邮揭埔浩鞯慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計非常簡單類似于注射器，依靠活塞的運動吸取被移送的液體介質(zhì)，液體介質(zhì)與活塞端面直接接觸，非常適合移取密度很高的液體介質(zhì)，例如汞；粘度很高的液體介質(zhì)，例如蜂蜜；或者蒸發(fā)氣壓很高的液體介質(zhì)，例如乙醇。

圖1 手動空氣正壓式移液器（左），活塞式多功能分液器（中）和電子移液器（右）。

空氣正壓式移液器

空氣正壓式移液器的運動活塞與被移送的介質(zhì)之間有一段空氣柱，被移送液體介質(zhì)與移液器吸頭不會相互接觸。在移送水性介質(zhì)與其他水性液體介質(zhì)之間交替移液時，首選空氣正壓式移液器?？諝庹龎菏揭埔浩魇菓?yīng)用最為廣泛的移液器。它還有多通道的類型，以便從微量滴定板中的移液，例如8通道移液器和12通道移液器。

電子移液器

電子移液器是當(dāng)前市場開發(fā)出來的最新產(chǎn)品，見圖1（右）。它最大特點是消除了手動移液器對壓力點確認(rèn)而產(chǎn)生的人為誤差，電子移液器不再需要實驗員用手指判斷壓力情況。尤其是大量移液時，避免了實驗員的手部疲勞，因此受到廣大實驗人員的青睞。在購置電子移液器之前，除了要考移取液體介質(zhì)的性質(zhì)與使用需求外，還需要考慮采購成本和維護(hù)保養(yǎng)成本等綜合因素。

移液技術(shù)和提示

原則上，移液有兩種方式：正向移液和反向移液，參見圖2。兩種方式的根本區(qū)別在于使用第一和第二按壓點的時間不同。在正向移液時，移液器吸頭完全排空，而反向移液時，移液器吸頭中保留一部分液體。應(yīng)用最多的是正向移液，尤其是在移取水質(zhì)液體時。而反向移液最適合于移送高蒸發(fā)壓力或者高粘度液體介質(zhì)，在泡沫很多的液體介質(zhì)移液時，反向移液也有著很好的移液效果。

在移液過程中會反復(fù)發(fā)生相同的典型錯誤，產(chǎn)生這些常見錯誤的根源可以參見附表。附表清楚地說明了這些錯誤是如何產(chǎn)生的，以及應(yīng)該如何避免這些錯誤的發(fā)生。

活塞式移液器的精確校準(zhǔn)

在實驗室的日常工作中，活塞式移液器和許多其他實驗室儀器設(shè)備一樣，會因磨損或者污染而發(fā)生變化。為確保它們作為精密儀器能夠繼續(xù)正常工作，就必須定期地進(jìn)行校準(zhǔn)、標(biāo)定。

在校準(zhǔn)和標(biāo)定時要確定兩個最重要的參數(shù)：準(zhǔn)確度，系列測量的平均值與理論值之間的偏差（系統(tǒng)誤差，通常也稱之為準(zhǔn)確度）；精確度，系列測量中十個測量值的標(biāo)準(zhǔn)偏差（隨機(jī)誤差，通常稱為精度）。而實驗室能夠確定的測量誤差則是系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差綜合作用的結(jié)果，是衡量實驗室水平的一個關(guān)鍵參數(shù)。如果準(zhǔn)確度和精確度越大，則測量結(jié)果就越準(zhǔn)確。

正確的校準(zhǔn)活塞式移液器

如何才能正確地校準(zhǔn)、標(biāo)定活塞式移液器？這應(yīng)該是所有移液器使人員關(guān)心的話題。正確校準(zhǔn)、標(biāo)定活塞式移液器可以從以下兩個方面入手：首先，操作者要正確地操作、使用移液器；其次是合適的計量設(shè)備和環(huán)境條件。那么，什么是合適的計量設(shè)備和環(huán)境條件，下面兩份重要的技術(shù)規(guī)范中就詳細(xì)地規(guī)定了計量設(shè)備和環(huán)境條件的選擇要求：

圖2 不同的移液技術(shù)，正向移液（左）和反向移液（右）

■DIN EN ISO 8655 帶有往復(fù)活塞的容積式儀器：這一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)由多個部分組成，其中的第2部分（DIN EN ISO 8655-2 活塞式體積測量儀.第2部分:活塞吸移管）和第6部分（DIN EN ISO 8655-6活塞式容量測量儀器.第6部分:測量誤差確定重力方法）與活塞式移液器有關(guān)。這些國際標(biāo)準(zhǔn)可以向Beuth-Verlag出版社購買。

■德國標(biāo)定服務(wù)公布的往復(fù)式移液器國家標(biāo)準(zhǔn)DKD-R 8-1。這一標(biāo)準(zhǔn)可以無償?shù)貜牟粋惾鹂薖TB的服務(wù)器下載。

在這里介紹的是一種應(yīng)用更加廣泛、準(zhǔn)確的重量校準(zhǔn)方法（也是一種光度法）。

獲得正確校準(zhǔn)結(jié)果的八個前提條件

上述技術(shù)文件對每一次校準(zhǔn)、標(biāo)定都提出了如下圖所示的計量設(shè)備和環(huán)境條件的要求：

■稱量天平：根據(jù)移液器的標(biāo)稱容積和天平的稱重范圍，可能需要使用精密天平、分析天平、半微量天平或微量天平。

■試液：移液器校準(zhǔn)用的試液的水必須是符合ISO 3696標(biāo)準(zhǔn)實驗室分析用水規(guī)范和試驗方法中規(guī)定的三級水，即電導(dǎo)率＜5 μS/cm的蒸餾水。

■空氣溫度：實驗室中的溫度必須在15℃到30℃之間，并且保持恒定，在校準(zhǔn)過程中的溫度波動不得超過0.5℃。

■試液的溫度：試液溫度與環(huán)境溫度的偏差不得超過0.5℃。

■蒸發(fā)：校準(zhǔn)過程中必須考慮和記錄蒸發(fā)損失，或通過蒸發(fā)阱將其減少到可忽略不計的水平。

■相對濕度：必須使用濕度計測量空氣濕度，根據(jù)ISO 8655標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定相對濕度應(yīng)大于50%。較新的DKDR 8-1標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的相對濕度為45%至60%。

■氣壓：必須測量和記錄校準(zhǔn)、標(biāo)定過程中的氣壓。

■溫度平衡：要進(jìn)行校準(zhǔn)、標(biāo)定的移液器、移液器吸頭和所用的試液必須在恒定室溫的實驗室中靜置至少兩個小時。

■計量設(shè)備的校準(zhǔn)并出具證書：校準(zhǔn)過程中使用的天秤、溫度計、濕度計和氣壓計等必須經(jīng)過校準(zhǔn)。并獲得DAkkS認(rèn)證的校準(zhǔn)實驗室出具的符合國際標(biāo)準(zhǔn)的鑒定證書，例如DAkkS計量鑒定證書。

移液器校準(zhǔn)的操作執(zhí)行

■固定容積的活塞式移液器校準(zhǔn)時應(yīng)不間斷地完成十次移液操作。

■可變?nèi)莘e的活塞式移液器應(yīng)完成三遍十次移液操作，其中：按照額定容積（移液器最大容積）移液十次；然后按照50%的額定值移液十次；最后按照10%的額定值（或者按照最小額定值）移液十次（這十次要根據(jù)10%的額定值和移液器最小額定值兩者的大小來決定，取兩者中較大的一個進(jìn)行測試）。

只有在發(fā)現(xiàn)移液操縱錯誤時（例如吸入空氣、移液頭脫落等），才可以舍棄這一測量值，記住要馬上舍棄，做好記錄，不要等完成十次操作之后再舍棄，嚴(yán)格控制通過取舍數(shù)據(jù)來操控移液器校準(zhǔn)結(jié)果，校準(zhǔn)、標(biāo)定要符合合規(guī)性。

準(zhǔn)確度和精確度

準(zhǔn)確度表示的是所完成的移液平均值與理論值的偏差。由于進(jìn)行了十次移液測試，因此從統(tǒng)計學(xué)的意義上很大程度的平衡了（雙向的）隨機(jī)誤差。在理想情況下，系統(tǒng)誤差應(yīng)接近于零（但是系統(tǒng)誤差是不可能為零的），因此，平均值與理論指的偏差越大，說明移液器的磨損、污垢或者泄露可能性就越大，解決這些問題的措施就是清潔、維修或者調(diào)整。

精確度反應(yīng)的是移液的離散情況。在假定測量值呈正態(tài)分布時，用標(biāo)準(zhǔn)方差的形式表示精確度，各個測量值的差異越小，精確度也就越大。精確度又分為絕對精確度（以μL或mL為單位）和相對精確度（以%為單位），隨著移液量的減少，絕對精確度降低、相對精確度提高，見圖3。

圖3 準(zhǔn)確度和精確度示意圖。

如何使用校準(zhǔn)數(shù)值

還缺少一個評估不準(zhǔn)確度和不精確度的評判標(biāo)準(zhǔn)。對于每一個移液器和每一種容積的移液器都有不準(zhǔn)確度和不精確度允許的偏差值，即公差值，然而公差有許多個，實驗室必須決定使用哪一個公差（參見本刊提示）。如果每種容積的移液器校準(zhǔn)后的不準(zhǔn)確度和不精確度數(shù)值都小于允許的公差值，則表明校準(zhǔn)后的移液器是合格的。

根據(jù)DIN EN ISO 8655標(biāo)準(zhǔn)中的標(biāo)準(zhǔn)公差值來評判校準(zhǔn)測量結(jié)果時，可以找到下列標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)：

■額定容積1000 μL時，不準(zhǔn)確度標(biāo)準(zhǔn)公差為±8 μL。該測量系列的不準(zhǔn)確度公差范圍為-1.3 μL。

■額定容積為1000 μL時，不精確度的標(biāo)準(zhǔn)公差為±3 μL。該測量系列的不精確度公差范圍為±1.0 μL。

移液器滿足了這兩個標(biāo)準(zhǔn)公差，也就代表著移液器校準(zhǔn)合格了。

活塞式移液器的保養(yǎng)、維護(hù)和維修

市場上大部分移液器都是由不同制造商生產(chǎn)的不同型號和品牌，因此介紹一種適用于各種移液器的維護(hù)保養(yǎng)方法的可能性是很小的。通常情況下，移液器生產(chǎn)廠家提供的移液器使用手冊是進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)的重要依據(jù)。但是有些常規(guī)要求卻是一樣的，例如：

■放置：移液器應(yīng)始終放置在專用的移液器支架上，而不是像筆一樣“躺在”桌子上。放在支架上可以避免移液器受到污染，保護(hù)移液桿不受損壞。

■保管：存儲長期不用的移液器時，包裝最好是用移液器生產(chǎn)廠家提供的原始包裝。這樣可能保護(hù)它免受紫外線的照射和其他污染。用生產(chǎn)廠家的原始包裝保管、存儲時，水平放置是沒有問題的，長期存儲之前還應(yīng)清洗和維護(hù)一下。

■容量調(diào)節(jié)：可調(diào)移液量的移液器只能在其指定的移液容量范圍內(nèi)使用。將移液器移液量調(diào)整到超過最大或者最小量程時，移液器很容易受損。例如，某些型號移液器在超過最大量程移液時，移液套筒會從移液器體中脫落出來，影響使用，而且還會產(chǎn)生維修費用。

■高壓滅菌：在醫(yī)療和微生物等實驗室，無菌消毒有著非常重要意義，需要不定時地對移液器進(jìn)行高壓滅菌。關(guān)于高溫滅菌操縱，許多型號的移液器都沒有問題，但不是所有型號的移液器都沒有問題，這時就要查看移液器使用手冊了，了解移液器是否允許高壓滅菌。要嚴(yán)格遵守使用手冊中規(guī)定的高壓滅菌條件。

LP本刊提示

移液時的公差

■實驗室公差：是由實驗室自己確定的公差。但由于大多數(shù)實驗室缺少自己確定適用公差的依據(jù)，因此實驗室公差很少使用。

■制造商公差：由移液器生產(chǎn)廠家為每一種移液器確定的公差。這些公差非常不統(tǒng)一，廠商必須為每一種移液器確定其公差，實驗人員常常搞不清楚這些公差是怎么產(chǎn)生的。如果公差帶很小，則移液器會賣的很好，但很難通過校準(zhǔn)檢驗。

■標(biāo)準(zhǔn)公差：由DIN EN ISO 8655標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的，所有移液器生產(chǎn)廠家都適用的公差。標(biāo)準(zhǔn)公差一方面反應(yīng)了當(dāng)下最新的技術(shù)水平，另一方面也有足夠的發(fā)展空間。建議實驗室人員使用ISO 8655標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的公差。

清洗、保養(yǎng)和維護(hù)

像實驗室許多其他儀器設(shè)備一樣，移液器也要不時地進(jìn)行清理、維護(hù)和保養(yǎng)。過程中有哪些注意事項呢？

附表 移液時常見的十種錯誤。

■外部清潔：水、異丙醇或者溫和的清潔劑都是合適的移液器外部清潔劑，移液器的外部只能是“濕潤”，而不是“潮濕” ，即不能過多的使用清潔劑。

■裝卸和組裝：移液器的拆卸和組裝只能由經(jīng)過專門培訓(xùn)的人員來完成，特別是那些由許多零部件組成的復(fù)雜移液器，必須要由專業(yè)人員來修理。還有就是當(dāng)移液器桿部污垢較重，移液量不準(zhǔn)確，密封降低，以及活塞運動不規(guī)則或者運動阻力過大時，也需要重新組裝移液器。許多移液器無需特殊的專業(yè)工具就可以輕松地拆卸、組裝，使用說明書中也都詳細(xì)地介紹了拆卸與組裝的方法，網(wǎng)絡(luò)上也有許多相關(guān)的視頻資料。在拆卸過程中，準(zhǔn)確地按照拆卸順序和安裝位置將拆下來的零件依序擺放好，這樣在組裝的時候才會更加方便。

■清潔內(nèi)部：只允許用無絨布清潔移液器零件，不允許任何纖維物進(jìn)入活塞式移液器內(nèi)部。合適的清潔液體是水、異丙醇或者溫和性的清潔劑。潤滑之前應(yīng)仔細(xì)清除活塞上的舊油脂。像移液器活塞桿之類的塑料件也可以在超聲波清洗儀中清洗，要遵守使用手冊上提出的關(guān)于清洗的要求與注意事項。

■潤滑活塞：沒有適用于所以移液器的通用潤滑劑，幾乎所有的移液器生產(chǎn)廠家都有自己的原裝潤滑劑，潤滑劑涂覆的越薄、越均勻越好。另外，并不是所有的移液器活塞都要潤滑，還是要遵守生產(chǎn)廠家的有關(guān)規(guī)定。

配件、維修和標(biāo)定

如果有興趣，并且在有能力的情況下，移液器的清潔、保養(yǎng)和維護(hù)都可以由自己來完成。擁有許多移液器的實驗室，應(yīng)該保存一個或者幾個制造商的移液器配件，有了配件,維修起來會更加方便。有些生產(chǎn)廠家的配件是很難購買到的，而且正確地更換這些廠家的移液器零部件是需要一定的技巧和特殊的工具，所以，越來越多的移液器維護(hù)都是更換完整的模塊或者整個部件。移液器的維修可以由有經(jīng)驗的實驗室人員完成，也可以由移液器生產(chǎn)廠家或者獨立的第三方技術(shù)服務(wù)企業(yè)完成。通常有電子部件的移液器只能由專家來維修。

移液器的標(biāo)定

移液器有兩種標(biāo)定類型：用戶自己標(biāo)定和制造商及工廠標(biāo)定。

■用戶標(biāo)定：顧名思義就是由移液器用戶自己標(biāo)定移液器。當(dāng)前移液器系列中只有某些型號的移液器允許由用戶自己標(biāo)定。用戶標(biāo)定通常都比較簡單，通過移液器的使用說明書來完成。如果長期使用同一支移液器來移取特定有機(jī)溶液，會導(dǎo)致移液容積的系統(tǒng)性偏差，如果這種系統(tǒng)性偏差可以通過比較測量等方法來調(diào)整、補充時，會得到最好的用戶標(biāo)定效果。

■制造商/工廠標(biāo)定：與用戶標(biāo)定相比較，制造商/工廠標(biāo)定適用于各種移液器。采用這種標(biāo)定方法標(biāo)定過的移液器，其容積設(shè)定將出現(xiàn)不可逆的調(diào)整，也就是說移液器不再是交付狀態(tài)時的精度狀況，因此，制造商/工廠標(biāo)定過的移液器應(yīng)做好標(biāo)記，例如標(biāo)定孔上方的紅色標(biāo)記。這種標(biāo)定方法通常都要使用專用工具，制造商標(biāo)定/工廠標(biāo)定都是對移液器內(nèi)部進(jìn)行調(diào)整、干預(yù)，只能由經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)的專業(yè)人員進(jìn)行。

希望這篇文章能夠幫助你了解移液器類型、使用、校準(zhǔn)、維護(hù)，以及保養(yǎng)和維修以及標(biāo)定時的有關(guān)事宜，知道哪些事情是可以自己做的、哪些事情要留給專業(yè)技術(shù)服務(wù)商來做。