对于实验室科学家来说,这种固有的阻力带来了一系列独特的挑战。这些液体的特性--内聚力和粘附力--会导致测量结果不准确、实验结果不一致,甚至在手动移液过程中产生物理应变。因此,掌握处理粘性液体的复杂性不仅关系到精度,还关系到确保科学研究的可靠性和可重复性。
糖化液体由糖组成,与其他粘稠液体相比,糖化液体对移液器吸头壁的粘附力更强,内聚力也相对更高。这些液体的粘度随稀释程度的不同而变化。由于这些液体会粘附在吸头上,因此在吸液和分液后放慢吸头抽出速度有助于避免气泡和液滴的形成,并确保吸液和分液的清洁。
挥发性粘稠液体是甘油/PEG 与乙醇或异丙醇等挥发性溶剂的混合物。添加的甘油/PEG 会增加粘度,而挥发性溶剂会增加蒸汽压。因此,在移液时,用户可以使用用于水的默认吸液流速。不过,需要降低分配流速。为了解决蒸汽压升高导致的滴漏问题,有必要在吸液后增加一段空气柱,以确保移液的准确性。
粘性表面活性剂液体是一种表面活性剂和粘性糖化液体的混合物。最常用的粘性表面活性剂是 Tween® 20 和 Triton® X - 100,粘度高达 400 毫帕秒 (mPa)。这些液体对移液器吸头的粘附力较高,但内聚力较低。粘稠的表面活性剂需要以较慢的吸取流速进行吸取,并以最小的速度撤离液体。分配流速需要降低,以确保液体有足够的时间从移液器尖端滑落。
油的特性与粘性表面活性剂类似,可以用上述工艺处理。油类需要较长的时间才能完全滑离管壁,这意味着移液器需要较长的时间才能干净地进行分配。较慢的吸头撤离速度有助于减少粘附在移液器吸头外壁上的油的损失,但由于油对吸头的粘附力高于油的内聚力,因此油的清洁分配需要较长的液体沉降时间,从而导致延迟。
反向移液是处理粘性液体最常用的技术之一。在这种方法中,吸入移液管的液体比需要的多。然后分配所需的体积,留下多余的液体。这种技术对于减少气泡的形成和确保准确的体积特别有用。通过确保移液器吸头完全润湿,然后只分配所需的体积,反向移液可以提高准确性,尤其是对于粘度很高的溶液。
两步排液法旨在提高处理粘性液体时的精确度。首先,缓慢地分配一部分液体,以确保精确地转移所需的体积。然后,再快速排出剩余的液体。这种两阶段的方法可确保以受控的方式释放液体,最大限度地减少空气夹带的机会,并确保一致、精确的分配。
接触式排液策略是指移液器吸头与接收容器的壁或表面直接接触。通过将吸头接触容器的侧面,粘稠的液体可以顺着容器壁流下,减少粘在吸头上或形成液滴的几率。这种方法尤其适用于高粘度或粘性液体,可确保样品全部转移,并最大限度地减少浪费。
与标准移液器吸头相比,宽口吸头的开口设计得更宽,适合处理非常浓稠的溶液、凝胶或浆液。宽口设计可减少吸取或排出粘稠液体时的阻力,使流动更顺畅,并将气泡形成的几率降至最低。在处理粘度极高的样品时,标准吸头可能会堵塞或输出量不一致,而这种设计则特别有益。
低吸附吸头由独特的聚丙烯材料制成,或涂有疏水性物质,是需要最大限度回收样品时的首选。这些吸头可最大程度地减少液体对表面的粘附,确保几乎所有吸入的体积都被排出。这一特点在处理珍贵样品时尤为重要,可确保最大程度地减少浪费并达到最佳精度。
这些吸头集成了屏障或过滤器,可防止液体、气溶胶或任何污染物进入移液器。这种设计确保了样品的纯度,并为移液器提供了一层额外的保护,使其免受潜在的污染或损坏。在 PCR 等工作流程或处理 DNA/RNA 时,即使是微小的交叉污染也会影响结果,因此滤芯吸头是不可或缺的。
这些一次性移液管尖独特设计,配备了集成活塞。活塞直接与液体接触,绕过了标准移液器中典型的空气垫。因此,即使是最粘稠或挥发性的液体也能实现精确和完全的分配。对于处理高度异质样品或易挥发样品的研究人员,这些移液管尖提供了可靠的解决方案。
加长型移液器吸头比标准吸头更长,设计用于方便进入深容器或试管底部。加长吸头的长度可确保吸入和分配整个样品,最大限度地减少死体积,确保结果的一致性。在处理深孔板或长试管时,标准吸头可能无法有效吸入样品,而加长吸头则特别有用。
除了标准的聚丙烯材料外,有些移液器吸头还采用针对特定液体特性的材料制成。根据其成分的不同,这些吸头可提供减少静电、增强耐化学性或其他特殊性能等优点。它们的应用与液体的性质或实验要求有关,确保吸头材料与样品的特性相辅相成,从而获得最佳结果。
自动液体处理系统,如 OT-2 或其他先进的机器人系统,可以通过编程来处理粘性液体。这些系统可以调整移液速度,使用专用吸头,并采用算法确保结果的准确性和可重复性。自动化过程通常包括:
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