پیپت چند کاناله (Multichannel Pipette): اجزا و کالیبراسیون

فهرست مطالب نمایش

مقدمه‌ای بر پیپت چند کاناله

نمونه برداری با پیپت برای جابجایی مایعات بدون آلوده شدن، ایده‌آل است. برخی از روش‌ها نیاز به انتقال یک مایع در چندین چاهک یا لوله را دارند. بنابراین تغییر روش انتقال به جابجایی با یک پیپت چند کاناله ایده خوبی است.

پیپت‌های چند کاناله، پیپت‌هایی هستند که کانال‌ها یا شفت‌های (Shaft) مختلفی (۸ تا ۳۸۴ کانال در دسترس) برای پیپت کردن نمونه‌ها در تعداد زیادی از چاهک‌ها به طور هم‌زمان، دارند. این پیپت‌ها با داشتن حداقل هزینه تولید و زمان تست در آزمایشگاه، بهره‌وری و خروجی را به میزان قابل توجهی افزایش می‌دهند.

پیپت چند کاناله مشابه میکروپیپت (Micropipette) تک کانالی یا پیپت معمولی است که در آزمایشگاه به خاطر کارکرد، اجزا و کارایی آن استفاده می‌شود. اما یک پیپت چند کاناله بهتر از یک پیپت تک کاناله در آزمایشگاه‌هایی است که به طور مکرر با مایعات یکسانی (شناساگرها/ نمونه‌ها) کار می‌کنند.

اجزای پیپت چند کاناله

اجزای پیپت چند کاناله دستی مانند میکروپیپت تک کاناله دستی بوده که به شرح ذیل می‌باشد:

پلانجر (Plunger): دارای دو استاپ است، اولی برای مکش مایع و دومی برای توزیع مایع مکش شده.
دکمه اجکتور سر سمپلر (Tip ejector button): فشار دادن این دکمه به خارج کردن یا برداشتن سرهای پیپت کمک می‌کند.
پیچ تنظیم حجم (Volume adjustment knob): مانند میکروپیپت‌ها، پیپت‌های چند کانالی با امکان تنظیم حجم نیز موجود هستند. بنابراین، یک پیچ در نزدیکی پلانجر به تنظیم حجم مورد نظر کمک می‌کند.
پنجره نمایش حجم دیجیتالی (Digital volume display window): این پنجره حجم پیپت را نمایش می‌دهد.
شفت پلاستیکی (Plastic shaft): این شفت، ساختاری لوله مانند است که برای عوض کردن هوا در یک پیپت عوض کننده هوا استفاده می‌شود و نقش کولار (Collar) را برای خروج سر‌ها ایفا می‌کند.
مخروط سر سمپلر (Tip cone): سر پیپت را نگه می‌دارد. تنها تفاوت این قسمت بین پیپت چند کاناله و تک کاناله در تعداد آن است. تک کاناله فقط یک مخروط سر سمپلر دارد، اما چند کاناله در محدوده 8 تا 18 مخروط سر سمپلر قرار دارد.
سر پیپت (Pipette tip): قسمت‌هایی هستند که از پلی‌پروپیلن (Polypropylene) یک‌بار مصرف یا قابل اتوکلاو کردن، ساخته شده‌اند. سر پیپت به مخروط سر سمپلر متصل می‌شود و در تماس مستقیم با مایعی که قرار است مکیده شود، قرار می‌گیرد.

پیپت چند کاناله الکترونیکی تقریباً همان اجزای پیپت چند کاناله دستی را دارد. با این حال، به جای پیچ تنظیم حجم و پلانجر، پیپت چند کاناله الکترونیکی دارای دکمه‌هایی برای تغییر حجم و شروع فرآیند پیپت کردن است.

یک پیپت چند کاناله چگونه کار می‌کند؟

روش صحیح پیپت کردن برای رسیدن به دقت در جابجایی مایع ضروری است. نکات زیر را باید قبل از استفاده از پیپت چند کاناله در نظر بگیرید:

برای اطمینان از ایمنی شخصی از دستکش استفاده کنید.
حجم صحیح یا دلخواه را در یک پیپت کالیبره شده و به خوبی نگه‌داری شده، تنطیم کنید.
از یک پیپت تمیز استفاده کنید و مطمئن شوید که در ناحیه مخروط سر سمپلر انسدادی وجود ندارد.
هنگامی که پیپت آماده استفاده شد، سر پیپت را وصل کنید، پیپت را در وضعیت عمودی نگه دارید و از سر پیپت در یک جعبه استفاده کنید.
اطمینان حاصل کنید که سر پیپت محکم به پیپت چسبیده باشد.

روش‌های توزیع مایعات

دو روش متداول مورد استفاده عبارت است از تکنیک‌های پیپت کردن فوروارد (Forward pipetting) و معکوس (Backward) است.

پیپت کردن فوروارد

این روش برای مایعاتی که به راحتی کف نمی‌کنند یا در مقدار محدودی هستند، بهتر است. به پیپتینگ دقیق نیز معروف است.

قبل از فرو بردن سر پیپت در مایع، پلانجر را در استاپ اول فشار دهید.
هنگامی که سرهای پیپت را در ظرف فرو می‌برید، مطمئن شوید که به اندازه 1 سانتی‌متر در مایع فرو می‌رود است و تمام سرها در عمق یکسانی هستند.
پلانجر را رها کنید تا سرها پر شوند.
سرهای پیپت را به آرامی از لبه ظرف بیرون بکشید تا مایع اضافی خارج شود.
مراحل بالا را 1 تا 2 بار برای پیش مرطوب‌سازی یا آماده‎سازی سرها برای بیرون کشیدن مایع و توزیع حجم‌های مساوی از آن در همه کانال‌ها، تکرار کنید.
قبل از توزیع مایع در ظرف مورد نظر، سرهای پیپت را از نظر وجود حباب‌های هوا، پر شدن نامناسب یا نشتی بررسی کنید.
اگر حباب‌های هوا وجود داشت یا سر‌های پیپت به‌طور نامناسب پر شده بودند، مایع را خارج کنید و مکیدن مایع را تکرار کنید و اگر نشتی وجود داشت، سرها را دور بیندازید و سرهای جدیدی را دوباره وصل کنید.
برای توزیع مایع در چاهک‌های ظرف مورد نظر، سرهای پیپت را نزدیک به ته چاهک‌ها قرار دهید.
پلانجر را در استاپ اول فشار دهید، مکث کنید و سپس تا استاپ آخر فشار دهید. این عمل باعث پخش مایع می‌شود. در حالی که پلانجر پایین است با نگه داشتن سرهای پیپت در داخل چاهک، پیپت را به آرامی خارج کنید.
پلانجر را رها کرده و دکمه اجکتور را فشار دهید تا سرها جدا شوند.

پیپت کردن معکوس

این روش با عنوان تکنیک پر کردن بیش از حد (Overfilling technique) نیز شناخته می‌شود.

تفاوت این روش با پیپت کردن فوروارد در فشار دادن پلانجر تا استاپ دوم قبل از فرو بردن در مایع است که باعث پر شدن بیش از حد مایع در سرها می‌شود.
همچنین در حین توزیع مایع، پلانجر را تا اولین استاپ فشار دهید و مایع باقی‌مانده را دور بریزید.

کالیبراسیون پیپت (چند کانال و تک کانال)

کالیبراسیون فرآیند ارزیابی و اصلاح دقت و صحت هر وسیله‌ای، به ویژه دستگاه‌های اندازه‌گیری می‌باشد. به همین ترتیب، پیپت نیز هر از گاهی نیاز به کالیبراسیون دارد.

برای انجام روش صحیح کالیبره کردن پیپت به صورت دستی باید موارد زیر را بدانید:

مواردی که برای کالیبراسیون باید در نظر بگیرید

دمای محیط کنترل شده
میز ضد لرزش
فشار کنترل شده
شناخت تکنیک‌های مناسب پیپت
محیط تمیز
ترازو باید کالیبره شده و پایدار باشد.

تجهیزات مورد نیاز برای کالیبراسیون

پیپت‌ها
ترازوی نیمه میکرو
آب مقطر
نمودار چگالی آب در دماهای مختلف
بشرهای آزمایشگاهی (Beaker) تمیز
ماشین حساب یا نرم‌افزاری جهت محاسبه
دفترچه یادداشت جهت ثبت اطلاعات

روش کالیبراسیون

طبق گفته دانشگاه فناوری تگزاس، آنالیز وزنی (Gravimetric analysis) برای کالیبره کردن پیپت ایده‌آل است. روش گام به گام کالیبراسیون به شرح زیر است:

آب را به مدت 15 تا 30 دقیقه در دمای اتاق نگه دارید تا محیطی با دمای کنترل شده بدست آورید. سپس دمای آب را ثبت کنید.
بشر آزمایشگاهی خالی و تمیز را در ترازوی تحلیلی قرار دهید و ترازو را روی 0 تنظیم کنید.
سپس پیپت مورد نیاز برای کالیبره شدن را بردارید و مطمئن شوید که مسدود نشده است و برای پیپت کردن آماده است.
آب را مکش کنید و مطمئن شوید که حباب هوا در حین آسپیراسیون (Aspiration) ایجاد نمی‌شود.
آب را در بشر آزمایشگاهی بریزید و وزن آب را اندازه بگیرید. سپس وزن را ثبت کنید.
مراحل دو تا پنج را 5 تا 10 بار تکرار کنید.
حجم آب توزیع شده را با استفاده از فرمول V= w ✕ Z محاسبه کنید، که در آن V حجم محاسبه شده است، w میانگین وزن آب پیپت شده و Z ضریب تبدیل بر اساس چگالی آب در دمای خاص است. از نرم‌افزار می‌توان در محاسبات استفاده کرد.
میانگین تعداد دفعاتی که آزمون انجام شده است، محاسبه می‌شود.
برای تعیین دقت پیپت از نرم‌افزار استفاده کنید. محاسبه دقت به صورت دستی نیز با استفاده از فرمول A = 100 ✕ Vavg/V0 امکان‌پذیر است، که در آن A برابر دقت، Vavg برابر حجم متوسط و V0 برابر مقدار اختصاص داده شده به پیپت است. دقت ایده آل باید بین 99 تا 101٪ باشد.
نتیجه را ثبت کنید؛ اگر مقدار آن بین 99٪ و 101٪ باشد، پیپت آماده استفاده است.

کالیبراسیون پیپت چند کاناله مانند پیپت تک کاناله است. مکانیزم پلانجر مرکزی برای فعال کردن همه کانال‌ها به طور هم‌زمان به روشی ثابت استفاده می‌شود. با این حال، این فرآیند در آزمایشگاه استاندارد پیچیده می‌شود، بنابراین بهتر است با شرکت‌هایی که خدمات کالیبراسیون برای پیپت چند کاناله ارائه می‌دهند، تماس بگیرید.

تفاوت بین پیپت تک و چند کاناله

یک پیپت تک کاناله برای افزایش کارایی در آزمایشگاهی که آزمون‌های بزرگتری مانند ELISA 96 چاهکی (96 well ELISA) را انجام می‌دهد ایده‌آل نیست. پیپت کردن از یک تک کاناله نیازمند تکرار دوباره و دوباره همان کار است.
ظرفیت پیپت تک کاناله 0.1 تا 10000 میکرولیتر و پیپت چند کاناله دارای ظرفیت حجمی 0.5 تا 1000 میکرولیتر است.
چند سال پیش، یک پیپت چند کاناله به دلیل مشکل در استفاده، در مکش مایع در کانال‌های مختلف دارای عدم دقت بود. با این حال، این موضوع توسط پیپت نسل جدید به خوبی مدیریت می‌شود.
کالیبراسیون پیپت چند کاناله نسبت به پیپت تک کاناله زمان‌برتر و خسته کننده‌تر است.
پیپت چند کاناله به کاهش قابل توجه خطای انسانی به دلیل تکرار کمتر پیپت کردن، کمک می‌کند.
تعمیر برخی از پیپت‌های چند کاناله غیرممکن است زیرا اگر یک کانال از پیپت آسیب ببیند، کل سیستم نیاز به تغییر دارد.

پیپت‌های چند کاناله موجود

بسیاری از شرکت‌ها پیپت‌های چند کاناله مختلفی را با برخی ویژگی‌های متمایز ارائه می‌کنند. در جدول زیر نام شرکت، پیپت و اجزای آن آورده شده است:

شرکت	پیپت چند کاناله	امکانات
Thermo Fisher Scientific	الکترونیکی: E1-Clip Tip و Finnpipette دستی: F1-Clip Tip، Finnpipette F1 و Finnpipette F2.	E1-Clip Tip با مایع خروجی 15 تا 1250 میکرولیتر سازگار است و دارای هشت کانال و فاصله سر قابل تنظیم است. Finnpipette دستی دارای 12 کانال است و می‌تواند 5 تا 50 میکرولیتر مایع را خارج کند. Finnpipette الکترونیکی دارای هشت کانال است و می‌تواند 100 تا 1000 میکرولیتر مایع را جابجا کند. F1-Clip Tip دستی دارای 12 کانال است و می‌تواند 30 تا 300 میکرولیتر را برداشت کند.
Gilson	دستی: MyPIPETMAN الکترونیک: PIPETMAN	MyPIPETMAN دارای دو نوع بر اساس تعداد کانال (8 و 12) است و حجم پیپت در محدوده 0.5 تا 300 میکرولیتر است. PIPETMAN به بلوتوث متصل است و دارای 8 تا 12 کانال و پیپت با حجم 0.5 تا 1200 میکرولیتر است.
Eppendorf	دستی: Eppendorf Reference 2	این پیپت دارای 8 تا 12 کانال می‌باشد و ظرفیت 0.5تا1000 میکرولیتر دارد.
Mettler Toledo	Rainin Pipettes دستی: PIPET Lite الکترونیکی: E4 MultiPipette	PIPET Lite در طیف گسترده‌ای از ظرفیت‌ها (0.5 تا 1200 میکرولیتر) و 8 تا 12 کانال موجود است. تنوع محصول E4 MulitPipette با PIPET Lite دستی یکسان است.
Sartorius	دستی: Tacta الکترونیک: Picus و Picus Nxt	Tacta در 8 تا 12 کانال موجود است و می‌تواند از 0.5 تا 1200 میکرولیتر ظرفیت داشته باشد.
Integra Biosciences	الکترونیک دستی: Viaflo، Voyager و MINI 96	Viaflo با کانال‌های زیاد، از 4 تا 384 کانال موجود است. این کانال‌ها با داشتن دسته سر پیپت به جلوگیری از افتادن ته آن در حین پیپت کردن کمک می‌کنند. MINi 96 در مدل‌های 96 و 384 کاناله موجود است. این پیپت مقرون به صرفه است. Voyager هم 96 و 384 کانال دارد. همچنین دارای قابلیت تنظیم خودکار فضای سر پیپت است.