移液器的发展历史
时间：2024-07-18 阅读：102
在现代生物科学和生物技术领域，移液器在实验室中的重要性不言而喻。移液器几乎出现在每一个实验环节中，从样品处理到检测分析，其精准性对科研成果至关重要。移液器的准确性直接影响实验数据的可靠性和重现性，因此在科学研究中占据了核心地位。本文将详细介绍移液器的发展历史、分类、工作原理及其在特殊应用中的优势，旨在帮助研究人员更好地理解和使用这一重要工具。
移液器的发展历史
移液器的发展始于1958年，当时Heinrich Schnitger先生获得了一项名为“快速准确移取微量体积液体的移液器”。Eppendorf公司基于这一发明，于1961年推出了第一支工业化的气体活塞式移液器。这一创新改变了当时依靠嘴吸取液体的方式。Eppendorf的第一款移液器具备弹性吸嘴和可拆卸的塑料吸头，与现代实验室使用的移液器非常相似。
自1961年推出第一款“Marburg移液器”后，Eppendorf公司不断改进和发展活塞冲程移液器，推出了多种类型和功能的移液器，以满足不同实验需求。
移液器的分类及工作原理
移液器按工作原理可分为气体活塞式移液器和外置活塞式移液器。
气体活塞式移液器 (Air-cushion)
气体活塞式移液器通过弹簧的伸缩运动，推动活塞排除部分空气，再利用大气压吸入液体，最后由活塞推动空气将液体排出。液体和活塞之间有空气柱。这种设计适用于常规水性溶液，广泛应用于大多数生物实验中。
这种类型的移液器的工作步骤如下：
吸液：按下活塞按钮，活塞向上移动，形成负压，吸入液体。
放液：松开活塞按钮，活塞向下移动，推动空气，将液体排出。
气体活塞式移液器的优点在于其结构简单、操作便捷，适合大多数常规实验。
外置活塞式移液器 (Positive-displacement)
外置活塞式移液器的原理是通过分液管或吸头内活塞的连续运动移取和打出液体。由于活塞与液体直接接触，没有空气柱，因此适用于高粘度、易挥发、易起泡等特殊液体。
这种类型的移液器的工作步骤如下：
吸液：活塞与液体直接接触，形成负压，吸入液体。
放液：活塞向下移动，直接推动液体排出。
外置活塞式移液器的优点在于其高精度和适用范围广，特别适合处理难以操作的液体，如高粘度或易挥发的化学试剂。
单按钮技术
单按钮技术是一种创新设计，通过一个按钮即可完成吸液、放液和脱卸吸头的操作。这种设计有效避免了液体反弹，减少了气溶胶污染，同时减少了拇指的左右移动，降低了手部的重复性劳损。Eppendorf Reference系列移液器就是采用单按钮操作的手动移液器。
单按钮技术的优势主要体现在以下几个方面：
简化操作：吸液、放液和脱卸吸头一步到位，提高实验效率。
减少污染：有效防止液体反弹，减少气溶胶污染。
降低疲劳：减少手部重复性操作，降低手部劳损风险。
特殊应用的移液器
384孔板的快速加样 - 16/24通道移液器
在高通量筛选实验中，384孔板的加样操作非常普遍。Eppendorf的16/24通道移液器和epT.I.P.S.® 384吸头可以一步完成16孔和24孔的加样操作，大大提高了实验效率和安全性。
这种设计的优势在于：
高效加样：一次操作即可完成多个孔的加样，适合高通量实验。
减少误差：避免了使用8/12通道移液器带来的冗长和容易出错的加样过程。
简化流程：手动完成工作站体系建立及验证工作，可作为工作站的备份方案。
不同容器类型之间的样品转移 - Move It可调间距移液器
Move It可调间距移液器是一种创新设计，可以加速和简化不同容器间的样品转移。其无管道链接的设计提高了精确度和耐用性，同时也增加了操作和样品的安全性。
这种移液器的应用场景包括：
PCR和qPCR：在分子生物学中，常用于基因表达、基因编辑的实验。
免疫学实验：适用于抗体分析、ELISA实验等。
细胞培养：用于细胞筛选、细胞增殖、包被及基于细胞的分析。
电动移液器和分液器
电动移液器和分液器在处理冗长连续分液、放射性或腐蚀性液体的分液、易挥发或黏稠液体的精准移液等方面具有显著优势。例如，Eppendorf Xplorer和Xplorer plus电动移液器，以及Multipette E3/E3x电动分液器，都能大幅减少随机误差和系统误差，提高实验结果的可重复性和准确性。
这些电动移液器的主要特点包括：
自动化操作：减少人为误差，提高操作精度。
多功能模式：适用于不同类型的液体分液需求。
高效便捷：适合大规模实验，提高实验通量。
如何正确使用移液器？
正确使用移液器不仅可以提高实验的准确性和重现性，还能延长移液器的使用寿命。以下是一些使用移液器的建议和技巧：
挑选合适的吸头：吸头和移液器同等重要，只有使用高质量的吸头才能体现移液器的精确性。推荐使用厂家原装吸头。
选择适合量程的移液器：移液器最大量程的30%-100%是较佳使用范围。
装配吸头：将移液器吸嘴垂直插入吸头，轻压上紧，切勿上下敲击或左右摇晃，以免损坏移液器内部零件。
调节刻度：旋转刻度调节旋钮，从大量程调节至小量程，精度更佳；从小量程调节至大量程时，最好先调至略大一点，再返回。
吸取液体：
保证垂直吸液，根据流体静力压原理，移液器斜着吸液将使体积偏大。
吸头尽量浸没得浅一些，防止液体残留在吸头表面；但同时要浸没得足够深，防止吸取空气。
至少预润湿3次，使得空气柱充满饱和的液体分子（特别是在移取易挥发性液体时）。
吸、放液体应该缓慢、匀速，以提高移液精准性。推荐使用电动移液器，电动马达驱动，减少人为误差，提供精准度。
吸取液体后稍稍停留一会儿（特别是对于大量程移液器）。
打出液体：放液时吸头靠在容器内壁（特别是对于20 μL以下的体积），移液器角度为20°-45°。对于10 μL以下的体积，直接放液到容器底部。
结论
移液器作为现代生物科学和生物技术实验室中的工具，其准确性和可靠性直接影响实验数据的质量。通过了解移液器的发展历史、分类、工作原理及其在特殊应用中的优势，研究人员可以更好地选择和使用移液器，从而提高实验效率和数据的重现性。正确使用移液器不仅可以提高实验结果的准确性，还能延长移液器的使用寿命。关注Eppendorf，获取更多关于移液器使用的技巧和最新资讯。