如何選擇合適的移液器？

為實驗室任務選擇合適的移液器至關重要，這凸顯了移液準確性和效率在整個科學和醫學研究中的重要性。本白皮書概述了兩大類移液器——空氣置換式和正置換式——並根據特定的工作流程要求提供了最佳使用移液器的技巧。

1 簡介使用移液管處理和轉移少量液體的能力是許多科學和醫療程序的基礎。因此，選擇正確的移液器並使用正確的技術至關重要。為特定應用選擇合適的移液器可以顯著影響吞吐量和工作流程，最終改善結果並提高生產力。不同類型的移液工具可幫助實現最佳結果和更高的生產率，同時提供額外的好處，例如改進的人體工學特性和針對特定應用的更好的功能。移液管有兩種主要類型：空氣置換和正位移。兩種位移類型都使用活塞的直徑和衝程長度來確定分配的液體量。本白皮書概述了常見類型的移液器，並提供了有關如何根據您的工作流程充分利用移液器的寶貴提示。

2 空氣置換移液器空氣置換移液器是實驗室中最常見的移液儀器。這些移液器的操作方式是將吸頭末端放入液體樣本中，然後釋放柱塞按鈕。當移液器活塞在體內向上移動時，會產生部分真空，液體樣本會被吸入吸頭內部以填充空隙。空氣置換式移液管：

• 與水溶液一起使用時非常準確
• 推薦用於標準應用
• 依賴技術

移液週期和技術移液週期使用任何空氣置換式移液器時，移液週期包括四個主要步驟：

1. 吸頭裝載
2. 液體吸入（按下、保持並釋放柱塞）
3. 液體分配/吹出（按下、保持並釋放柱塞）
4. 吸头弹出
   在分配任何类型的液体时，此循环都会重复多次。所有手动空气置换移液器都使用相同的移液循环来分配液体。设置要分配的所需体积（微升），然后以稳定的速度按下/释放柱塞按钮到特定位置 - “第一”和“第二”停止（也称为“中性”和“吹出”）。第一停止允许吸入和/或分配液体，而第二停止控制吹出到指定的容器中（图 2）。

移液技術移液技術可以說是提供準確體積的最關鍵因素之一，但它經常被忽略。訓練不足、錯誤假設和對樣品性質缺乏了解會極大地影響實驗結果和可重複性。

正確的移液技術對於實現高精度至關重要。人們普遍認為，使用空氣置換移液器所獲得的結果取決於技術。使用空氣置換移液管時，有兩種不同但強大的技術：正向和反向移液。每種技術都使用相同的移液循環，但某些步驟略有不同。對於應用或每種技術，這兩種技術的最大差異取決於樣品的性質和需要執行協議的溫度。正向技術可以在移液水溶液時準確輸送體積，而反向移液在處理具有挑戰性的液體（例如黏稠、稠密）時是強烈建議的。正向和反向移液之間的主要區別在於移液循環的前兩個步驟（例如液體抽吸）。在執行正向技術時，柱塞被壓到第一個停止點（圖 3A）。使用反向技術，柱塞被壓到第二個停止點（圖 3B）。

3 正排量移液管雖然正排量移液管不如空氣排量移液管常見，但在實驗室環境中常看到。這些移液器使用一次性活塞和毛細管系統來使所選體積產生物理空隙。活塞與樣品直接接觸，當活塞向上移動時，樣品被吸入毛細管（圖 4）。

正排量移液管在移取水溶液時提供高精度，但通常建議用於黏稠、緻密、揮發性和腐蝕性溶液。與一次性空氣排量移液管吸頭相比，正排量移液管使用的一次性毛細管和活塞更昂貴，因此當它們產生相同的結果時，建議使用空氣排量移液器。

4 樣品特性和移液管選擇樣品類型和黏度

某些類型的移液器比其他類型的移液器更適合不同的樣品類型。例如，黏稠樣本可能需要不同的技術或移液器才能在實驗中實現良好的準確性 - 較小的隨機誤差（精度）和/或較低的系統誤差（真實度）。樣品黏度通常會對空氣置換移液管和吸頭在移液過程中完全吸入和排出樣本的能力產生不利影響。當移液與聚丙烯吸頭表面發生疏水相互作用的液體時，這個問題會進一步加劇。

水性液體液體的成分和性質會影響移液準確性。決定水性液體物理性質的三種物理機制是：

• 表面張力
• 內聚力
• 黏附力

表面張力是指液體聚結成具有最小表面積的形狀的趨勢。內聚力是形成液體的分子的一種特性，它確定了液體的物理結構，使其在受到各種物理力時能夠抵抗碎裂。黏附力是指液體與其表面相互作用的趨勢。水樣本中表面張力和內聚力的存在直接歸因於氫鍵。黏附力可能歸因於疏水、靜電或其他類型的相互作用。其他液體類型，無論是有機的還是無機的，也可能表現出大量的內聚力和表面張力。內聚力和表面張力通常有助於液體在抽吸和分配過程中的移動，從而實現最佳的移液精度。黏附力通常會阻礙液體移動並對移液精度產生不利影響。內聚力和表面張力降低的液體以及表現出黏附力的液體通常會表現出更大的移液不準確性。許多添加劑會顯著降低水性液體中的氫鍵，並可能對移液準確性產生不利影響。這些添加劑包括醇類和其他水溶性有機物、界面活性劑、脂肪酸和乙二醇。

揮發性有機液體與水性液體相比，有機液體的表面張力通常較低，也可能有揮發性。揮發性有機液體在普通室溫下具有較高的蒸氣壓。這種高蒸汽壓是由於沸點較低，導致大量分子從液體中蒸發並進入周圍空氣，從而產生其特有的“有機”氣味。有機分子排入封閉系統（例如吸頭液柱頂部與移液器內活塞之間的空氣空間）通常會導致壓力增加。這種壓力增加，加上表面張力減少和黏度降低，通常會導致揮發性有機液體從移液器吸頭末端滴落。由於轉移的液體體積現在與移液器上的預設體積大不相同，因此液體損失導致移液精度顯著下降。應該注意的是，在處理高揮發性或高蒸汽壓的液體時，不建議使用這兩種空氣置換移液技術。在這種情況下，空氣置換移液管的重現性可能會較差。

4 移液器選項手動單通道移液器緊湊且無處不在的單通道移液器可以說是任何生命科學設施中最常用的儀器。儘管新技術和技巧促進了突破性發現，但單通道移液器始終是必要的。此外，現代移液器的設計和尺寸原理基本上保持不變（現代移液器發明於 1957 年），並經歷了最新的測定開發趨勢。生命科學中很少有儀器如此多功能。生命科學的幾乎每個分支都使用單通道移液器- 從基礎研究到生物技術、分子生物學、基因組學、基因治療和免疫治療的最新趨勢- 並且與任何測定格式和容器兼容，從單一比色皿、小瓶和離心管到培養皿、燒瓶和多孔板格式（最多384 孔微孔板）。單通道移液器非常適合使用單一試管且體積通常較小的實驗工作，例如 siRNA 轉染，或用於細胞培養或蛋白質印跡等技術。

電子單通道移液管電子移液器自 1980 年代中期開始問世。在電子空氣置換移液器中，抽吸和分配由微處理器控制，並透過按下扳機啟動，而不是用拇指按下或釋放柱塞按鈕。大多數使用者會發現使用電子移液器可以實現更一致的樣品拾取和分配，提高準確性和可重複性，並且幾乎消除了使用者之間的差異。現代電子移液器應該操作簡單，具有良好的使用者介面和彩色螢幕。這些移液器用途廣泛，可準確執行以下複雜任務：

• 重複分配
• 控制滴定
• 連續稀釋
• 從精細樣品中抽吸液體
• 测量未知样品体积
  使用电子移液器，可以轻松编程活塞的重复运动以混合尖端内的两种溶液。带有抽吸和分配速度控制的电子移液器可用于移取各种液体。最快的速度最适合移取水性样品，而较慢的速度则适用于粘稠、起泡或剪切敏感的样品电子单通道移液器使分析准备工作变得高效而简单，并简化了长时间重复的移液工作（例如，在细胞的药物处理过程中）。