Pipeta de desplazamiento de aire

Micropipeta en acción

Las pipetas de desplazamiento de aire accionadas por pistón son un tipo de micropipeta , que son herramientas para manejar volúmenes de líquido en la escala de microlitros. Se usan más comúnmente en biología y bioquímica, y menos comúnmente en química; el equipo es susceptible de sufrir daños por muchos disolventes orgánicos.

Operación

Esquema de una pipeta de desplazamiento de aire. El "indicador de volumen digital" es una pantalla de marcación que indica los dígitos (es decir, no relacionados con los electrónicos). Los componentes varían entre las marcas y los diferentes tamaños de volumen tienen diferentes componentes, por ejemplo, el pistón en un P2 tiene forma de aguja y se puede separar con facilidad del conjunto del pistón, mientras que en un P10ML es como un tambor y tiene más de 1 cm de diámetro y está envuelto en plástico.

Estas pipetas funcionan mediante un desplazamiento de aire impulsado por un pistón . El vacío se genera por el desplazamiento vertical de un pistón de metal o cerámica dentro de una manga hermética. A medida que el pistón se mueve hacia arriba, impulsado por la depresión del émbolo, se crea un vacío en el espacio que deja libre el pistón. El aire de la punta sube para llenar el espacio que queda vacante, y luego el aire de la punta es reemplazado por el líquido, que se aspira en la punta y, por lo tanto, está disponible para su transporte y dispensación en otro lugar.

La técnica estéril evita que el líquido entre en contacto con la propia pipeta. En cambio, el líquido se aspira y se dispensa desde una punta de pipeta desechable que se cambia entre transferencias. Al presionar el botón de expulsión de puntas, se retira la punta, que se desecha sin ser manipulada por el operador y se desecha de manera segura en un recipiente apropiado. Esto también evita la contaminación o el daño del mecanismo de medición calibrado por las sustancias que se miden.

El émbolo se presiona tanto para aspirar como para dispensar el líquido. El funcionamiento normal consiste en presionar el botón del émbolo hasta el primer tope mientras la pipeta se mantiene en el aire. A continuación, se sumerge la punta en el líquido a transportar y se suelta el émbolo de forma lenta y uniforme. Esto atrae el líquido hacia la punta. Luego, el instrumento se mueve a la ubicación de dispensación deseada. El émbolo se vuelve a presionar hasta el primer tope y luego hasta el segundo tope, o posición de "reventón". Esta acción evacuará completamente la punta y dispensará el líquido. En una pipeta ajustable, el volumen de líquido contenido en la punta es variable; se puede cambiar mediante un dial u otro mecanismo, según el modelo. Algunas pipetas incluyen una pequeña ventana que muestra el volumen seleccionado actualmente.Las puntas de pipeta de plástico están diseñadas para soluciones acuosas y no se recomienda su uso con disolventes orgánicos que puedan disolver los plásticos de las puntas o incluso de las pipetas.

Partes principales de una micropipeta ^[1]

1. Botón del émbolo
2. Botón de expulsión de puntas
3. Dial de ajuste de volumen
4. Indicador de volumen digital
5. Eje
6. Punto de fijación para punta desechable

Modelos

Existen varios tipos diferentes de pipetas de desplazamiento de aire:

• ajustable o fijo
• volumen manejado
• Monocanal o multicanal o repetidor
• espaciado de puntas ajustable
• puntas cónicas o cilíndricas
• estándar o con bloqueo
• manual o electronico
• fabricante

Volumen ajustable o fijo

Las micropipetas pueden tomar un volumen mínimo de 0.2 µL y un volumen máximo de 10,000 µL (10 mL). ^{[2] [3]} Por lo tanto, se utilizan para transferencias de menor escala que equipos como pipetas graduadas , que vienen en volúmenes de 5, 10, 25 y 50 mL.

El tipo más común de pipetas se puede configurar a un cierto volumen dentro de su rango operativo y se denominan ajustables. Estas pipetas suelen tener una etiqueta con su rango de volumen como "10–100 µL". Estos límites son de hecho los límites, ya que superar estos límites daría lugar a daños en el sistema de pipeteo. La pipeta de volumen fijo no se puede cambiar. Como hay menos partes móviles, el mecanismo es menos complejo, lo que resulta en una medición de volumen más precisa.

En 1972, varias personas de la Universidad de Wisconsin-Madison (principalmente Warren Gilson y Henry Lardy ) mejoraron la pipeta de volumen fijo, desarrollando la pipeta con un volumen variable. ^[4] Warren Gilson fundó Gilson Inc. basándose en esta invención.

Volumen

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Tres pipetas de desplazamiento de aire que manejan diferentes volúmenes.

Para un uso óptimo, cada proveedor de pipetas ofrece una amplia gama de capacidades diferentes. Un pequeño rango de volumen de una pipeta como 10–100 µL da como resultado una precisión mucho mayor que un rango amplio de 0.1–1.000 µL por pipeta.

Con respecto al volumen transferido, se debe seleccionar la pipeta más pequeña que pueda manejar el volumen requerido. Esto es importante porque la precisión disminuye cuando el volumen establecido se acerca a la capacidad mínima de la pipeta. Por ejemplo, si se dispensan 50 µl con una pipeta de 5.000 µl, los resultados serán bastante pobres. El uso de una pipeta de 300 µl dará mejores resultados, mientras que el uso de una pipeta de 50 µl sería ideal. ^[5]

Consejos

Para el proceso de pipeteo se necesitan dos componentes: la pipeta y las puntas desechables . Las puntas son herramientas de plástico para un solo uso. Por lo general, están fabricados en polipropileno . Dependiendo del tamaño de la pipeta, el usuario necesita tamaños de punta específicos como: 10 µL, 100 µL, 200 µL, 1.000 µL, otros tamaños no estándar, como 5.000 µL (5 mL) o 10.000 µL (10 mL). La mayoría de las puntas tienen un código de color para facilitar las manchas, como natural (incoloro) para volúmenes bajos (0,1–10 µL), amarillo (10–100 µL) o azul (100–1 000 µL). La pipeta correspondiente tiene el mismo código de color , impreso en la pipeta.

Para aplicaciones especiales, hay puntas con filtro disponibles. Estas puntas tienen un pequeño trozo de espuma plástica en el cono superior para evitar que los aerosoles de muestra contaminen la pipeta.

En general, todas las puntas se almacenan en cajas de 8 × 12 para 96 ​​piezas en posición vertical. El espacio de las puntas en estas cajas suele estar estandarizado para la compatibilidad de pipetas multicanal de varios proveedores diferentes.

Volúmenes de pipeta comúnmente disponibles

Nombre	Min. volumen (µL)	Max. volumen (µL)	Color en Gilson [ aclaración necesaria ]		tamaño de la punta (µL)
P2	0,2	2		naranja	10
P10	1	10		rojo	10
P20	2	20		Limón	200
P100	20	100		Salmón	200
P200	50	200		Amarillo	200
P1000	200	1000		Azul	1000
P5000	500/1000	5000		Púrpura	5000
P10000	1000	10000		Cielo	10000

Existen dos sistemas principales de puntas, llamadas cónicas o cilíndricas , según la forma del punto de contacto de las pipetas y la punta. ^[6]

Pipetas monocanal y multicanal

Dependiendo del número de pistones en una pipeta, existe una diferenciación entre pipetas monocanal y pipetas multicanal. Para aplicaciones manuales de alto rendimiento, como el llenado de una placa de microtitulación de 96 pocillos, la mayoría de los investigadores prefieren una pipeta multicanal. En lugar de manipular pozo a pozo, se puede manipular una fila de 8 pocillos en paralelo, ya que este tipo de pipeta tiene 8 pistones en paralelo.

Pipeta con espaciamiento de puntas ajustable que transfiere muestras desde una placa de 384 pocillos a una placa de 96 pocillos

Pipetas con espaciamiento de puntas ajustable

Algunos fabricantes ofrecen pipetas con espaciamiento de puntas ajustable. Estos permiten transferir múltiples muestras en paralelo entre diferentes formatos de material de laboratorio.

Pipetas electronicas

Para mejorar la ergonomía de las pipetas al reducir la fuerza necesaria, se desarrollaron pipetas electrónicas. El movimiento manual del pistón es reemplazado por un pequeño motor eléctrico alimentado por una batería . Mientras que las pipetas manuales necesitan un movimiento del pulgar (hasta 3 cm), las pipetas electrónicas tienen un botón principal. La programación de la pipeta se realiza generalmente mediante una rueda de control y algunos botones adicionales. Todos los ajustes se muestran en una pequeña pantalla. Las pipetas electrónicas pueden reducir el riesgo de lesiones de tipo RSI . ^{[ cita requerida ]}

Repetidores

Los repetidores son pipetas especializadas, optimizadas para pasos de trabajo repetidos, como dispensar varias veces un volumen específico como 20 µL de una sola aspiración de un volumen mayor. En general, tienen puntas específicas que no encajan en pipetas normales. Algunas pipetas electrónicas pueden realizar esta función utilizando puntas estándar.

Mecanismo de bloqueo

Algunas pipetas de desplazamiento de aire pueden incorporar adicionalmente un mecanismo de bloqueo (denominado "pipetas de bloqueo") para permitir un mejor cambio de volumen y, al mismo tiempo, preservar la precisión. Al bloquear el volumen establecido mientras se realizan varias acciones de pipeteo idénticas, se evitan cambios accidentales en la configuración del volumen de la pipeta. El mecanismo de bloqueo suele ser una palanca mecánica cerca de los controles de ajuste de la pipeta que interfiere con el mecanismo de ajuste para evitar el movimiento. Sin embargo, algunas pipetas cuentan con diales para configurar los dígitos de volumen individuales que solo se pueden ajustar cuando se desbloquean presionando y girando el émbolo. ^[7]

Diales de volumen en la pipeta manual EVOLVE de INTEGRA Biosciences

Calibración

Para una precisión sostenida y un funcionamiento constante y repetible, las pipetas deben calibrarse a intervalos periódicos. Estos intervalos varían en función de varios factores:

• La habilidad y formación de los operadores. Los operadores expertos tienden a operar el instrumento de manera más correcta y cometen menos errores que roban la precisión.
• El líquido dispensado por la pipeta. Los líquidos corrosivos y volátiles tienden a emitir vapores que ascienden al eje de la pipeta incluso en condiciones de funcionamiento adecuadas y pueden corroer el pistón metálico y los resortes, o los sellos y juntas tóricas que proporcionan un sello hermético entre el pistón y el manguito circundante.
• Manejo adecuado y cuidadoso. Las pipetas que se caen con frecuencia, están sujetas a un manejo descuidado o juegos bruscos, o que no se almacenan correctamente en una posición vertical, tenderán a degradar su precisión con el tiempo.
• La precisión requerida por el instrumento. Las aplicaciones que requieren la máxima precisión también exigen una calibración más frecuente. Los instrumentos utilizados para aplicaciones puramente de investigación o en entornos educativos generalmente requieren una calibración menos frecuente.

En condiciones normales, la mayoría de las pipetas se pueden calibrar semestralmente (cada seis meses) y ofrecen un rendimiento satisfactorio. Las instituciones que están reguladas por las regulaciones GMP / GLP de la Administración de Alimentos y Medicamentos generalmente se benefician de la calibración trimestral o cada tres meses. Las aplicaciones críticas pueden requerir un servicio mensual, mientras que las instituciones de investigación y educación pueden necesitar solo un servicio anual. Estas son pautas generales y cualquier decisión sobre el intervalo de calibración apropiado debe tomarse con cuidado e incluir consideraciones de la pipeta en cuestión (algunas son más confiables que otras), las condiciones bajo las cuales se usa la pipeta y los operadores que la usan.

La calibración generalmente se logra mediante análisis gravimétrico. Esto implica dispensar muestras de agua destilada en un recipiente receptor colocado sobre una balanza analítica de precisión. La densidad del agua es una constante bien conocida y, por tanto, la masa de la muestra distribuida proporciona una indicación precisa del volumen distribuido. La humedad relativa, la temperatura ambiente y la presión barométrica son factores en la precisión de la medición y, por lo general, se combinan en una fórmula compleja y se calculan como el factor Z. Este factor Z se utiliza luego para modificar la salida de datos de masa sin procesar de la balanza y proporcionar una medición ajustada y más precisa.

El método colorimétrico utiliza concentraciones precisas de agua coloreada para afectar la medición y determinar el volumen dispensado. Se utiliza un espectrofotómetro para medir la diferencia de color antes y después de la aspiración de la muestra, proporcionando una lectura muy precisa. Este método es más caro que el método gravimétrico más común, dado el costo de los reactivos coloreados, y se recomienda cuando se requiere una precisión óptima. También se recomienda para la calibración de pipetas de volumen extremadamente bajo, en el rango de 2 microlitros, debido a que las incertidumbres inherentes al método gravimétrico, realizado con balanzas de laboratorio estándar, se vuelven excesivas. Microbalanzas debidamente calibradas, capaces de leer en el rango de microgramos (10 ⁻⁶g) también se puede utilizar eficazmente para el análisis gravimétrico de micropipetas de bajo volumen, pero solo si las condiciones ambientales están bajo un estricto control. Las balanzas de seis posiciones y los controles ambientales aumentan drásticamente el costo de tales calibraciones.

Imágenes Adicionales

• Pipetas Oxford monocanal

• Diferentes volúmenes de micropipetas.

Referencias

1. "Uso de micropipetas" (PDF) . buffalostate.edu . Consultado el 19 de junio de 2016 .
2. "Medición volumétrica en el laboratorio" (PDF) . brand.de . Consultado el 6 de julio de 2016 .
3. Henry, Kelli. "Cómo utilizar una micropipeta" (PDF) . mcdb.ucla.edu . Consultado el 19 de junio de 2016 .
4. Zinnen, Tom (junio de 2004). "La historia de la micropipeta" . La Junta de Regentes del Sistema de la Universidad de Wisconsin. Archivado desde el original el 26 de diciembre de 2009 . Consultado el 14 de diciembre de 2009 .
5. "¿Está utilizando el tipo correcto de micropipeta? [Cómo]" . INTEGRA Biociencias . Consultado el 20 de agosto de 2020 .
6. "Copia archivada" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 30 de noviembre de 2010 . Consultado el 15 de septiembre de 2009 .
7. "EVOLUCIONAR pipetas manuales bien equilibradas" . INTEGRA Biociencias .