میکروپیپت‌ها یا سمپلرها یکی از ابزارهای هستند که تقریبا در تمام آزمایشگاه‌های علوم زیستی یافت می‌شوند. پیپت‌ها برای توزیع و جابجایی محلول‌ها با اندازه‌های مختلف ( از حدود 0.1 میکرولیتر تا 10 میلی‌لیتر) مورد استفاده قرار می‌گیرند.
ساختمان اصلی میکروپیپت‌هایی که توسط شرکت‌های مختلف ساخته می‌شوند، تقریبا یکسان هستند. اجزای ساختمان میکروپپیت‌ها از یک لوله بلند برای ایجاد مکش، یک دسته با دکمه‌های تنظیم کننده و یک بخش که نشان دهنده حجم مورد نظر برای انتقال است، تشکیل شده‌اند.
با وجود شباهتی که بین تمام سمپلرها وجود دارد، اما قیمت آن‌ها بسیار با هم متفاوت است. بنابراین منطقی است که قبل از انتخاب سمپلر، نیازها و انتظارات خود در کار با سمپلر را در نظر بگیرید. در اینجا به برخی از متغیرهای کلیدی که باید قبل از خرید سمپلر به آن‌ها فکر کنید، می‌پردازیم.
سمپلر دستی در مقایسه با سمپلر الکترونیکی
مدیر محصول سیستم‌های نمونه‌برداری شرکت ترموفیشر (Thermo Fisher Scientific) می‌گوید: «اولین متغیرهایی که کاربران باید در نظر بگیرند، حجم کار روزانه با سمپلر است» بر این اساس، فکر می‌کنید که چه اندازه در کار خود به سمپلر نیاز دارید و یا این که پروتکل‌های شما چقدر پیچیده است. به عبارت دیگر، آیا شما مراحلی مانند مخلوط کردن و افزودن‌های متوالی معرف را در کار خود انجام می‌دهید؟ اگر جواب مثبت است، یک «سمپلر الکترونیکی» (Electronic Pipettes) برای شما مناسب است.
در سمپلرهای الکترونیکی به جای دکمه نمونه‌برداری که با انگشت شست کاربر کنترل می‌شود، یک سیستم دیجیتالی برای تنظیم حجم و پیستون موتوری برای تخلیه نمونه و توزیع آن در ظروف مختلف آزمایشگاهی دارد.
علاوه بر موارد بالا، در میکروپیپت‌های الکترونیکی می‌توان برنامه‌های مفید از پیش تعیین شده‌ای را فعال کرد، مانند یک حالت چند منظوره، که در آن کاربران می‌توانند 1000 میکرولیتر به صورت همزمان در قالب حجم‌های 100 میکرولیتری تخلیه و توزیع کنند.
پیپت‌های الکترونیکی مزایا زیادی را به کاربران ارائه می‌دهند. این نوع از سمپلرها به طور کلی دقیق‌تر از سمپلرهای دستی هستند، زیرا میزان حرکت پیستون در این سمپلرها برخلاف نوع دستی، در میان کاربران متفاوت، یکسان است و تعییری نمی‌کند. در هنگام کار با سمپلرهای الکترونیکی مراحل کار با سرعت بیشتری قابل انجام است. به علاوه، تمام ساختارها و زوایای این سمپلرها از جمله دسته، دکمه‌های تخلیه و برداشت دارای ارگونومی‌بهبود یافته‌ای نسبت به سایر سمپلرها است. با وجود مزایا فراوانی که سمپلرهای الکترونیکی نسبت به نمونه‌های عادی سمپلر دارند، اما این سمپلرها بسیار گران قیمت‌تر هستند.
مقایسه سمپلرهای چند کاناله با سمپلرهای تک کاناله
برای انجام کارهای روتین و روزانه آزمایشگاهی و در شرایط استاندارد استفاده از یک «سمپلر تک کاناله» (Single-Channel Pipette) انتخاب مناسبی است. اما اگر مراحل کاری شما در آزمایشگاه شامل نمونه‌برداری گسترده و کار با میکروپلیت‌های چندین خانه مانند آزمون‌های الایزا است انتخاب یک «سمپلر چند کاناله» (Multichannel Pipette) انتخاب بهتری است.
سمپلرهای چند کاناله موجود در بازار اغلب در دو نوع ۸ و ۱۲ کاناله ارائه می‌شوند. کار با این سمپلرها دقت و سرعت نمونه‌برداری را همزمان بالا می‌برد. به عنوان مثال یک سمپلر ۱۲ کاناله یک دوازدهم یک سمپلر تک کاناله برای نمونه‌برداری زمان لازم دارد.
برای مقایسه دقت سمپلرهای تک و چند کاناله می‌توان به این نکات اشاره کرد که در هر عمل نمونه‌برداری احتمال خطا از جمله توزیع حجم اشتباه و تشکیل حباب در سرسمپلر وجود دارد اما در کار با سمپلرهای چند کاناله احتمال خطا به میزان قابل توجهی کاهش می‌یابد.
مقایسه سمپلر ثابت و متغیر
آزمایشگاه‌هایی که به صورت روتین هر روز یک کار تکراری را انجام می‌دهند، معمولا بهتر است از «سمپلرهای ثابت» (Fixed-Volume Pipettes) استفاده کنند. سپلرهای ثابت فقط حجم تعیین شده‌ای که بر روی سمپلر مشخص است را می‌توانند جابجا کنند. این سمپلرها در مقایسه با سایر سمپلرها معمولا دقیق‌ترین سمپلرهایی هستند که می‌توانید تهیه کنید. همیشه توصیه می‌شود برای انجام مراحل جابجایی نمونه در آزمایش‌های حساس و دقیق از سمپلرهای ثابت به دلیل دقت بالایی که دارند، استفاده شود.
در آزمایشگاه‌ها نمی‌توان فقط از سمپلرهای ثابت استفاده کرد، اغلب به سمپلرهای متغیر برای جابجایی نمونه‌ها با حجم‌های مورد نظر، نیاز است. «سمپلرهای متغیر» (Variable-volume pipettes) درجه‌ای برای تنظیم حجم جابجایی نمونه دارند. سمپلرهای متغیر دارای یک دامنه حجمی هستند که در محدوده آن باید تنظیم شده و در همان محدوده حجمی، نمونه‌ها را جابجا می‌کنند. بیشترین دقت هر سمپلر متغیر در انتهای دامنه حجمی آن است، این بدان معنی است که سمپلر متغیری با دامنه حجمی ۱۰ تا ۱۰۰ میکرولیتر حجم ۱۰۰ میکرولیتر را بسیار دقیق‌تر از سمپلر متغیری با دامنه حجمی ۱۰۰ تا ۱۰۰۰ میکرولیتر می‌تواند جابجا کند.
سمپلرهای ثابت نسبت به سمپلرهای متغیر، محدودیت‌هایی در استفاده دارند، به عنوان مثال زمانی که بخواهید حجمی‌های مشخصی مانند ۱۰، ۲۰ یا ۱۰۰ میکرولیتر را منتقل کنید، می‌توانید به راحتی و با دقت بالا از سمپلرهای ثابت استفاده کنید اما با سمپلرهای ثابت نمی‌توانید حجمی برابر با ۷٫۵ میکرولیتر از نمونه را جابجا کنید. به همین دلیل همیشه در آزمایشگاه‌ها نیاز به سمپلرهای متغیر وجود دارد.
سمپلرهای جابجا کننده هوا در مقایسه با سمپلرهای جابجا کننده مثبت
بیشتر سمپلرهای استاندارد دارای طراحی خاصی هستند که به آن در اصطلاح «جابجایی هوا» (Air-Displacement) می‌گویند. در این سمپلرها، یک «بالشتک» (Cushion) هوا بین پیستون و نمونه قرار می‌گیرد؛ به طوری که با بالا رفتن پیستون، بالشتک هوا نیز از لوله خارج شده و خلا نسبی در بالای لوله نگهدارنده نمونه به وجود می‌آید که این خلا، مکشی برای برداشتن نمونه ایجاد می‌کند، به طوری که این خلا توسط نمونه پر می‌شود.
این نوع طراحی برای آب و محلول‌های آبی مناسب عمل می‌کند، اما کمتر برای مایعات با چگالی متفاوت، محلول‌های چسبناک و ترکیبات فرار می‌توان از این سمپلرها استفاده کرد. برای این گونه از نمونه‌ها معمولا از سمپلرهای دیگری به نام «سمپلرهای جابجا کننده مثبت» (Positive-Displacement Pipette) استفاده می‌شود.
پیپت‌های جابجا کننده مثبت از سرسمپلرهای ویژه‌ای استفاده می‌کنند که در آن‌ها بر خلاف سمپلرهای جابجا کننده هوا، پیستون مانند یک سرنگ در تماس مستقیم با محلول قرار می‌گیرد. پیپت‌های جابجایی مثبت براساس تراکم یا جرم کار نمی‌کند، به همین دلیل تحت تاثیر عوامل محیطی و نوع مایع نمونه قرار نمی‌گیرد.
یکی دیگر از ویژگی‌های مثبت، میکروپیپت‌های جابجا کننده مثبت معمولاً حالت چند وجهی ارگونومیک آن‌ها است. این ویژگی به کاربران این امکان را می‌دهند تا یک حجم بزرگ را برداشته و آن را در مراحل کوچک تر توزیع کنند.
ارگونومی
اگر شما می‌خواهید به طور روزانه از میکرو پیپت خود استفاده کنید، بنابراین «خواص ارگونومیک» (Ergonomic Properties) آن را باید با دقت در نظر بگیرید. به عنوان مثال، باید به این نکات دقت کنید که سمپلر چقدر سنگین است و یا چه مقدار نیرو برای کار با دکمه پایپتیگ آن لازم است و برای اتصال و بیرون کشیدن سرسمپلر انرژی زیادی باید صرف کنید یا خیر؟
برخی از سمپلرهایی که در سال‌های اخیر به بازار ارائه شده‌اند، به طور خاص برای کاهش نیروی اتصال و جدا کردن سرسمپلرها طراحی شدند. بیشتر سمپلرها از اصطکاک برای وصل کردن سرسمپلر استفاده می‌کنند، در نتیجه، کاربران غالباً با اعمال فشار زیاد سرسمپلر را به سمپلر متصل می‌کنند تا از قرارگیری درست آن در جایگاه خود مطمئن شوند. در سیستم‌های جدید طراحی شده، گیره‌هایی در قسمت اتصال سرسمپلر تعبیه شده است که به صورت مکانیکی سرسمپلر را در محل خود تنها با یک لمس آرام قفل می‌کند، در این بخش یک حلقه محکمی وجود دارد که چفت شدن سرسمپلر به سمپلر را تضمین می‌کند.
در این گونه از سمپلرها، نیروی مورد نیاز برای خارج کردن سرسمپلرها تا 75٪ کمتر از آن دسته از سمپلرهایی است که مبتنی بر اصطکاک عمل می‌کنند. این ویژگی یکی از مهم‌ترین مزایای ارگونومیکی این گونه سمپلرها به خصوص برای افرادی است که در طول کار خود نیاز به مراحل پایپتینگ زیادی دارند.
نحوه نظافت و نگهداری سمپلرها
پیپت‌های تک کاناله معمولاً در آزمایشگاه قابل سرویس هستند، اگرچه بسیاری از آزمایشگاه‌ها سرویس و کالیبراسیون تمام سمپلرهای خود به شرکت‌های خدماتی در این زمینه واگذار می‌کنند. برای کارهای روزانه، اغلب به کاربران توصیه می‌شود که پیپت‌ها را با اتانول 70٪ اتانول از آلودگی پاک کنند. برخی از پیپت‌ها نیز قابلیت اتوکلاو شدن دارند اما برخی دیگر، از جمله پیپت‌های الکترونیکی را نمی‌توان اتوکلاو کرد و تنها می‌توان قسمت پایینی این سمپلرها را جدا کرده و در اتوکلاو قرار داد تا استریل شوند.
به دلیل طراحی پیچیده‌تر، پیپت‌های چند کاناله معمولاً باید توسط ارائه دهندگان خدمات که دارای کارشناسان آموزش دیده هستند، سرویس شوند.
همیشه بعد از استفاده از سمپلرها، آن‌ها بر روی پایه سمپلر قرار دهید تا از آسیب به بدنه سمپلر جلوگیری کنید. در هنگام کار با سمپلر و زمانی که نمونه در آن است هیچ گاه آن را به صورت افقی قرار ندهید زیرا ممکن است با ورود نمونه به لوله سمپلر، علاوه بر ایجاد آلودگی در کار، در سیستم داخلی سمپلر نیز اختلال ایجاد شود.
در مورد سمپلرهایی با دامنه متغیر حجمی، هرگز مقدار حجم سمپلر را در خارج از دامنه آن قرار ندهید، این کار باعث عدم صحت و دقت در کار و خارج شدن سمپلر از حالت کالیبراسیون می‌شود. علاوه بر این موارد، تنظیم حجم سمپلر در خارج از محدوده حجمی آن، با آسیب به بخش‌های مختلف سمپلر، به تدریج عمر سمپلر را کاهش می‌دهد.
کالیبراسیون سمپلرها
همان طور که می‌دانید پیپت‌ها از تجهیزات آزمایشگاهی هستند که برای اندازه گیری و انتقال حجم بسیار کمی از مایع مورد استفاده قرار می‌گیرند. دقت و صحت در اندازه‌گیری پیپت‌ها ضروری است، زیرا هرگونه اختلاف در حجم‌های منتقل شده می‌تواند نتایج آزمایش را تحت تأثیر قرار دهد. برای اطمینان از صحت کار سمپلرها، لازم است هر چند ماه یک بار کالیبراسیون سمپلرها را بررسی کنید. فرایند کالیبراسیون کمک می‌کند تا بدانیم که سمپلر مورد استفاده آزمایشگاه، حجم‌های مد نظر را با دقت و صحت جابجا می‌کند یا خیر؟ در صورت دقیق نبودن یا به اصطلاح کالیبره نبودن سمپلرها می‌توان نقص آن‌ها را برطرف کرد.
براساس استاندارد‌های روش کالیبراسیون باید آن‌ها را به وسیله روش «وزن سنجی» کالیبره کرد، این کار می‌تواند در آزمایشگاه انجام شود، اما شرکت‌هایی تحت عنوان کالبیراسیون و استاندارد سازی وجود دارند که خدمات کالیبراسیون را ارائه می‌دهند.
در هر آزمایشگاه تمام سمپلرها باید به صورت دروه‌ای از نظر کالیبراسیون مورد بررسی قرار بگیرند.
نکته آخر
همیشه از برندهای معتبر که دارای خدمات پس از فروش هستند، سمپلرها و تجهیزات آزمایشگاهی خود را تهیه کنید تا عمر و کارایی بالای تجهیزات آزمایشگاهی شما تضمین شود. با نگهداری مناسب و رعایت نکات لازم در کار با سمپلرها می‌توانید به مدت طولانی‌تر از کار با سمپلر خود لذت ببرید.