Принципы работы и особенности лабораторных дозаторов

Важным и необходимым условием для проведения экспериментов является наличие дозаторов с наконечниками. Они нужны для точного дозирования и применяются в молекулярной биологии, являются оснащением многих лабораторий. Их производительность напрямую зависит от точных пропорций разных компонентов, необходимых для реакции в анализе. Современные модели и типы дозаторов дают возможность лаборантам и ученым вручную отмерять жидкость с точностью до 0,1 мкл. Этот вид лабораторного оборудования настолько удобен и прост в эксплуатации, что им могут пользоваться люди без должного опыта, не опасаясь, что их ошибка негативно скажется на результатах опытов.

Технические принципы работы и характеристики лабораторных дозаторов

При проведении большинства исследований и опытов важным моментом является предельно точная дозировка. Поэтому лабораторные дозаторы с наконечником являются важным аппаратным средством для манипуляций. Они бывают разными при всей простоте конструкции, а технические принципы их работы напрямую зависят от типа жидкости и степени требуемой точности.

Устройство

Лабораторные дозаторы - они же стеклянные пипетки, имеют самое простое устройство при высокой точности пипетирования. Сейчас многие лаборатории оснащены поршневыми дозаторами, устройство которых намного сложнее. К их конструктивным особенностям относится такой показатель, как поршневой ход. Именно он позволяет измерять количество жидкости. С помощью поршнево-цилиндрической системы в ручке дозатора есть возможность засосать нужное количество жидкости и потом вытолкнуть ее.

Для этого в конструкции предусмотрен съемный и одноразовый наконечник. Сейчас известны два основных типа дозирования - это:

• воздушное вытеснения;
• позитивное вытеснение,

В первом случае жидкость отделяется от кончика дозатора воздушной подушкой. За счет того, что поршень на нее давит, она перемещается в наконечник дозатора. При бОльшем усилии она выдавливается из него.

В такой ситуации воздушная подушка срабатывает как эластичная пружина. Во время этой манипуляции внутри пипетки воздух становится разреженным. Поэтому его объем, который следует перемещать поршню, должен быть на 2-4% больше, чем объем жидкости.

Наконечник дозатора отдаленно напоминает шприц. Системы с позитивным вытеснением жидкости чаще всего закрытые - они не совместимы с наконечниками других систем.

Электронные дозаторы

Такие устройства электронного типа могут быть, как с воздушным, так и с позитивным вытеснением жидкости. В этом случае в роли двигателя выступает поршень и его управление не зависит от внешнего механического воздействия человека. Этот тип дозаторов хорош тем, что даже неопытные пользователи или очень переутомленные лаборанты могут работать, демонстрируя высокую точность и скорость. А это, в свою очередь, гарантирует высокую точность экспериментов и результатов опытов.

Область применения

Дозаторы с воздушным типом вытеснения довольно распространенный тип лабораторного оборудования, который имеет широкую область применения. В случае, когда используются жидкости с высокой плотностью (это может быть глицерин) или субстанции с избыточным давлением паров (гексана или хлороформ), точность дозирования может быть недостаточной.

Поэтому для хлороформа фактический объем жидкости в наконечнике будет существенно отличаться от реальных показателей. Это объясняется тем, что часть жидкости может вытечь из наконечника или испариться. Также следует учитывать такие показатели, как:

• поверхностное натяжение;
• вязкость.

В случае, когда наконечник изначально укупорен, допускается частичное насыщение хлороформом воздушной подушки. Это позволяет повысить точность дозирования. Системы позитивного вытеснения более подходят для таких задач - в них факторы, оказывающие влияние на свойства воздушной подушки, не так важны. В случае возникновения воздушного пузыря в таком наконечнике, он насыщается паром, что позитивно сказывается на точности дозирования - можно легко получить нужный объем.

Проблемой в использовании пипетки могут стать жидкости с высокой вязкостью. Когда применяют дозаторы с воздушным вытеснением, плотность жидкости напрямую влияет на степень расширения объема воздуха - воздушная подушка растягивается больше. Поэтому объем такой жидкости в наконечники будет существенно меньше, чем нужно. Поэтому в такой ситуации предпочтительней использовать систему позитивного вытеснения.

Как оптимизировать технику дозирования

Еще один вид дозаторов - пневморессоры пипетки. Для достижения максимально точных результатов в них используется гидростатическое давление. Пипетку и наконечник следует во время опытов держать максимально вертикально - большой угол наклона может привести к падению высоты столба жидкости в наконечнике. А это станет причиной того, что в пипетку будет набрано больше жидкости. Так, наклон пипетки к поверхности в 30°, приведет к погрешности в 0.7%.

Контур «носика» наконечника также влияет на точность отделения капли. Всевозможные неровности, изъяны станут причиной нарушения типа потока жидкости из наконечника и негативно скажутся на результате. Чтобы поток жидкости был управляемым, наконечник аккуратно прислоняют к стенке микропробирки. Иногда жидкость остается в виде пленки на стенках носика.