از مهمترین ابزاری که در تمامی قسمت های یک آزمایشگاه کاربرد دارد سمپلرها یا پیپت ها هستند که نقش بسیار مهمی در اندازه گیری دقیق و انتقال مایعات در حجم های بسیار اندک را دارند و سمپلرها بر اساس مقدار اندازه گیری در حجم مایعات که از 0.2 تا 1000 میکرولیتر متغیر است ، طبقه بندی می شوند و کاربرد آنها نیز بر همین مبنا متفاوت است .مایع جمع آوری شده در قسمتی بنام سر سمپلر یا tip جمع می شود که این سرسمپلر درقسمت آغازین سمپلر قرار می گیرد که سر سمپلر ها نیز بر اساس حجمی که در خود جای میدهند متفاوت هستند. پس از اتمام کار و جا به جایی مایعات سر سمپلر به وسیله دکمه اجکتور از آن جدا می شود .
همان طور که گفته شد طبقه بندی سمپلر بر اساس مقدار اندازه گیری در حجم مایعات است ولی به طور کلی در دو نوع ثابت و متغیر در بازار وجود دارند . سمپلر های ثابت برای انتقال حجم مشخصی از مایعات استفاده می شوند وطراحی سمپلرهای متغییر به گونه ای است که کاربر را قادر می سازد حجم مایع مورد نظر خود را بر اساس کار آزمایشگاهی تغییر دهد .
همچنین سمپلرها با توجه به تعداد کانال‌هایی که برای برداشت مایعات دارند، متفاوت هستند . بعضی از آنها یک کاناله و برای تکنیک های PCR و ریل تایم PCR (Real time PCR) کاربرد دارند و برخی دیگر چند کانال ( Multi-channel )هستند و برای تکنیک الایزا که نیاز است به طور همزمان تعداد زیادی از مایعات جا به جا شود ، کاربرد دارند .سمپلر های چند کانال در دو نوع هشت و دوازده کانال هستند.
اجزا و عملکرد های متفاوت سمپلر
پیستون: این قسمت جهت برداشت و تخلیه مایعات مورد استفاده قرار می گیرد .
خارج کننده سرسمپلر: به صورت دکمه ای در بالای بدنه سمپلر دکمه ای جهت خارج کردن سرسمپلر وجود دارد .
تنظیم کننده حجم: این قسمت در سمپلرهای متغیر طراحی شده است که با یک پیچ و چرخش آن مقدار حجم مورد نظر مایع را تنظیم می کنیم .
نمایشگر حجم: با چرخش پیچ تنظیم حجم ، مقدار حجم مورد نظر در قسمت پایین تر و روی صفحه ای نمایش داده می شود .
بدنه سمپلر: این قسمت با ایجاد خلا در لوله‌های درون آن، حجم مشخصی از مایعات را می تواند جا به جا کند.
سر سمپلر: قسمتی که سرسمپلر بر روی آن نصب میشود.
انواع سر سمپلر ها
سرسمپلرها با توجه به اندازه و کاربرد آن ها در جا به جایی حجم‌های متفاوت ، تقسیم بندی شده اند :
سرسمپلر شفاف : موارد استفاده از این نوع سر سمپلر ها برای حجم های خیلی پایین ( 0.2 تا 10 میکرولیتر) می باشد .
سرسمپلر زرد :کاربرد آن ها برای حجم‌های 2 تا 200 میکرولیتر است.
سرسمپلر آبی : کاربرد آن ها برای حجم‌های بالا حدود 200 تا 1000میکرولیتر می باشد .
انواع سمپلر:
- سمپلر مولتی کانال
- سمپلر تک کاناله
- سمپلر الکترونیکی
سمپلر مولتی کانال
سمپلر مولتی کانال به شکل جادویی انتقال مقادیر اندک مایع را به شکل دقیق انجام می دهد و دستگاهی با چندین راس ، معمولا 8 تا 12 عدد ، است . با استفاده از چنین سمپلرهایی، به سرعت پر کردن یک میکروپلیت 96 ، 384 ، یا 1536 خانه ای امکان پذیر است که ممکن است حاوی نمونه هایی برای کاربرد هایی نظیر بررسی دارو یا سنجش های آنزیمی باشد . نظیر یک سمپلر معمولی ، سمپلر های مولتی کانال برای حجم های خاصی از یک چند میکرو لیتر گرفته تا چند صد میکرو لیتر کالیبره می شوند . در انتخاب یک سمپلر مولتی کانال مهم است حجمی با اندازه ی درست برای کار خود انتخاب کنید تا به دقیق ترین شکل ممکن مایعات را انتقال دهید .
سمپلر تک کاناله
سمپلر های تک کاناله معمولا بین 0 تا 2500 میکرو لیتر از مایع را توزیع می کنند ، و به دو شکل موجود هستند : حجم ثابت یا حجم متغیر . سمپلر های حجم متغیر دارای انعطاف پذیری تغییر حجم های مورد نیاز بر طبق یک ارزیابی خاص هستند . یک مجموعه از سمپلر های قابل تنظیم که طیفی از 0 تا 1000 میکرو لیتر را تحت پوشش قرار می دهند برای اکثر کار ها کافی هستند . سمپلر های حجم ثابت نمی توانند از حجم اختصاص یافته به آن ها تغییری داشته باشند . این امر مانع بروز خطا در آزاد سازی حجم نادرست می شود . ویژگی هایی که باید در سمپلر های تک کاناله به دنبال آن بود شامل معتبر سازی ، آلودگی زدایی و کالیبراسیون ساده و سازگاری با نوک سمپلر های موجود در بازار می شود .یکی دیگر از مریت هایی که سمپلرهای حجم ثابت دارند این است که عموما در روند کالیبراسیون توسط مراکز و آزمایشگاههای کالیبراسیون، سمپلرهای متغییر در صورت خطی نبودن میزان حجم برداشتی در حجم های مختلف موفق به اخذ گواهی کالیبراسیون نمی شوند در صورتی که در مورد سمپلرهای حجم ثابت این مشکل بوجود نمی اید.
برای انجام کار های روزمره با سمپلر ، یک سمپلر تک کاناله ی استاندارد جوابگوی نیاز های شما در رابطه با جا به جایی مایع است . ولی اگر شدت کار شما با میکروپلیت ها زیاد است ، یک سمپلر مولتی کانال را نیز مد نظر داشته باشید .
سمپلرالکترونیکی
سمپلر های الکترونیکی جایگزین های ارگونومیک عالی برای سمپلر های دستی هستند و راهی عالی به منظور افزایش توان عملیاتی نمونه بدون یک ربات می باشند . سمپلر های الکترونیکی اغلب اوقات در اختیار کاربر امکان ایجاد برنامه های سفارشی در دستگاه را می دهند تا میکرو پیپت طبق شرایط متنوع مورد نیاز تغییر یابد . نظیر میکروپیسمپلر پت های دستی ، سمپلر های الکترونیکی به شکل های مختلف از جمله تک کاناله یا چند کانالی ، 96 خانه یا 364 خانه وجود دارند .
سمپلر ثابت در مقایسه با سمپلر متغیر
آزمایشگاه هایی که یک کار را دوباره و دوباره انجام می دهند باید استفاده از سمپلر های ثابت را مد نظر داشته باشند . نکته ی مثبت ماجرا این است که ، مدل های دستی حجم ثابت به طور کلی دقیق ترین سمپلر هایی هستند که می توانید بخرید ( حقیقت جالب این است که سمپلر های متغیر همیشه در طیف حجم بالا دقیق ترین هستند یعنی یک سمپلر 10 تا 100 میکرو لیتری به نسبت سمپلر 100 تا 1000 میکرو لیتری با دقت 100 میکرو لیتر بیشتر مایع را توزیع خواهد خواهد کرد . ولی هیچ کدام از نظر تداوم دقت به خوبی مدل ثابت نیستند.
از طرف دیگر ، سمپلر های ثابت یقینا به معنای داشتن حجم ثابت هستند و به احتمال قریب به یقین شما به یک سمپلر متغیر نیز نیاز خواهید داشت . به علاوه ، هر حجمی را نمی توان به سهولت خواند . کمپانی های زیادی هستند که سمپلرهایی در حجم های ثابت 5. 10. 20. 25. 50. 100. 200. 500 و 1000 را تولید می کنند ولی هیچ کمپانی سمپلر با حجم ثابت 8.5 را تولید نمیکند.
نوک سمپلر:
لازم به یاداوری است که چهار اندازه استاندارد نوک سمپلر برای اندازه گیری حجم های مختلف به وجود امده است.
P10 :برای حجم های 0.5 تا 10 و به رنگ سفید
P20 :در حجم های 2 تا 20، به رنگ زرد
P200 :در حجم های 20 تا 200، به رنگ زرد
P1000 :در حجم های 200 تا 1000، به رنگ آبی
لازم به ذکر است کمپانی برند آلمان پیشرو در ساخت و تولید انواع سمپلر نوک سمپلرهایی در اندازه های متفاوت از آنچه در بالا بیان شد تولید میکند که شامل نوک سمپلرهایی برای حجم های 300-5 ، 1250 – 50 ، 5-0.5 میکرولیتر و 10-1 میکرولیتر که همگی این نوک سمپلرها بدون رنگ می باشند
مکانیسم عمل و اجزا سمپلرها :
سمپلر ها عمل جابجایی هوا را به کمک پیستون انجام می دهند، خلائی که در ستون عمودی فلزی و یا سرامیکی و در محفظه ای که هیچ هوایی نمی تواند به آن نفوذ کند، ایجاد می شود. همانطور که پیستون به سمت بالا حرکت می کند، فشاری که پیستون وارد میکند، منجر به ایجاد خلا در فضای خالی پیستون خواهد شد. مایع اطراف سر پیپت به داخل این فضای خلا وارد می شود و در نهایت و در زمان نیاز، آزاد خواهد شد. این دسته از پیپت ها قادر به برداشت اندازه های دقیق هستند. با این حال، از آنجایی که این سمپلر ها، هوا را جابجا می کنند، میزان خلی کمی خطا به واسطه نوع ماده جابجا شده وجود دارد، چرا که همواره تغییراتی در محیط مورد نظر رخ می دهد، به ویژه با تغییر دمای محیط و تکنیک های مورد استفاده، بی دقتی در اندازه گیری ایجاد خواهد شد.
به همین دلیل است که این دسته از سمپلر ها باید به دقت مورد استفاده قرار بگیرند، نگهداری شوند و کالیبره شوند و استفاده کنندگان باید آموزش دقیقی برای نحوه استفاده از این دستگاه ها ببینند.
اجزا سازنده سمپلرها
Plunger button (شاسی برداشت و تخلیه)
Plunger rod(پمپ پلانجر)
Tip ejector mechanism (مکانیسم اوت نوک سمپلر)
Friction ring (پیچ تنظیم حجم)
Micrometer (تنطیم کننده حجم)
Digital volume indicator (نمایش دهنده حجم)
و اجزای سازنده پیستون شامل:
Piston پیستون
Springs سیلندر
Seel, O-ring سیل
Shaft coupling غلاف شفت
Tip ejector اوت کننده نوک سمپلر
Shaft شفت
سمپلرها ها از جهت طراحی، وزن، نیروی فشارنده پیستون، و دقت اندازه گیری با همدیگر تفاوت می کنند. وابسته به بودجه و ترجیح مشتری، انواع مختلفی از سمپلرها ها در بازار تجهیزات آزمایشگاهی موجود است.
کمپانی های معروف تولید کننده سمپلر
انواع برندهای سمپلر ها شامل برند های؛ گیلسون (Gilson)، ارگو وان (ErgoOne)، اپندورف (Eppendorf)، هامیلتون (Hamilton)، راینین (Rainin)، دروموند (Drummond)، اکسفورد (Oxford)، هیرشمن (Hirschmann)، بایوهیت (Biohit)، لب نت (Labnet)، نیچیرو (Nichiryo)، سوکورکس (Socorex)، کورنینگ (Corning)، ویستالب (VistaLab)، ترمو (Thermo)، جنکانس (Jencons)، ورتکس (Vertex)، هندی پت (Handypett)، میکرولیت (Microlit) و پریسیسکس (Pricisexx) و لبترون (Labtron) است.
برخی نکات درباره سمپلرها
- سمپلرها، برای انتقال حجم اندک مایعات در آزمایشگاه های شیمی و زیست شناسی مورد استفاده قرار می گیرند.
- فشار پیستونی که در بالای سمپلر تعبیه شده است، منجر به کشیده شدن مایع به سر میکروپیت می شود. و اگر دوباره بر سر سمپلر فشار وارد کنیم، مایع ذخیره شده، میتواند از سمپلر خارج شود.
- می دانیم دو دسته از سمپلر ها وجود دارند: سمپلر های ثابتی که تنها حجم مشخصی را می توانند انتقال دهند و سمپلر های قابل تنظیم که می توانند حجم های مختلفی را انتقال دهند و به همین دلیل دارای تکمه گرد دیگری در کنار پیستون بالایی سمپلر هستند.
بسیاری از سمپلر های مدرن و پیشرفته امروزی دارا صفحه دیجیتالی نمایشی در کناره سمپلر هستند که اشاره به میزان حجم برداشته شده مایع می کند و به این ترتیب، میتوان حجم مایع برداشته شده را کنترل کرد. - علاوه بر آن، سمپلر ها دارای سرهای قابل تعویضی هستند که بعد از استفاده می توان با فشار پیستون آنها را از سر سمپلر جدا کرد و سر سمپلر دیگری به آن اتصال داد. سر سمپلرها، به واسطه رنگ های متنوع کد بندی شده اند. بدین معنی که هر رنگی میزان مشخصی از حجم ها را انتقال می دهد
- سمپلر ها به واسطه خلا ایجاد شده در ناحیه پیستون سمپلر که قادر به جابجایی هوا هستند، عمل می کنند. زمانی که با فشار پیستون، جابجایی هوا و ایجاد خلا، مایع مورد نظر به درون پیستون کشیده می شود، مایع را می توان به مکان و مایع مورد نظر انتقال داد.
- اگرچه سمپلر ها دستگاه های دقیق اندازه گیری مایعات هستند، اما بسته به دما و تکنیک های مورد استفاده، اندازه گیری مایعات می تواند تا حدی از دقیق بودن خارج شود. سازنده های تجهیزات، به استفاده کنندگان توصیه می کنند که هر شش ماه یکبار، سمپلر ها را کالییبره کنند.
- بدون توجه به برند و یا قیمت پیپت ها، توصیه می شود که هر شش ماه یکبار، کالیبراسیون سمپلر ها صورت گیرد. البته این شرایط مربوط به زمانی است که به طور مرتب از دستگاه استفاده شود.
- ضربه به سمپلر مي‌تواند اين وسيله را از كاليبراسيون خارج نمايد.
باانتخاب سر سمپلر مناسب، حجم محلول برداشتي بايد در حدي باشد كه مايع وارد قسمت‌هايداخلي نگردد. - هنگام تخلیه مایع نیز به جدار ظرف نزدیک کرده و پیستون آن تا مرحله دوم فشرده میشود تا تخلیه کامل صورت گیرد. هنگام تخلیه محلول پس از توقف اول (پایین آوردن دکمه کنترل تا مرحله اول) باید کمی تأمل کرد (۳-۱ ثانیه) و سپس دکمه را تا توقف دوم پایین آورد.
- درصورت مكش محلول‌هاي اسيدي و ساير مواد با خاصيت خورندگي بايد بخش نگهدارنده نوكسمپلر(Tip-holder) بازشده و پيستون و حلقه پلاستيكي (O-ring) بخوبي با آب مقطر شسته شود
- هرگزنبايد سمپلر حاوي محلول به پهلو روي ميز گذاشته شود.
- هرگزنبايد سمپلرهاي متغير را بر روي حجمي خارج از محدوده حجم ادعائي آن تنظيم كرد
- كليه قسمتهاي خارجي اغلب سمپلرها را مي‌توان با محلول صابون تميز كرد و پس از آب كشي با آب مقطر در دماي اتاق خشك نمود.
- براي ضدعفوني كردن، محلول 60% ايزوپروپانل توصيه مي‌شود. (انواعي نيز قابل اتوكلاوكردن هستند كه آنها را در اتوكلاو استريل مي‌نمايند.
- پس از شستشوي سطوح خارجي و تميزكردن بخش نگهدارنده نوك سمپلرTipholder (كه به كمك ميله همراه يا با سو آب آغشته به اتانل 70 درجه انجام مي‌گيرد) بايد پيستون با مقدار كمي از روغن همراه سمپلر، كه اغلب، Silicone grease مي‌باشد، روغن‌كاري شود.براي تميز كردن قسمتهاي داخلي سمپلر بايد به راهنماي همراه سمپلر مراجعه شود.
- سمپلر پس از استفاده در حجم بالا تنطیم شود. تا در نوبت استفاده بعدی به حجم دلخواه تنطیم شود. دلیل این امر این است که هنگامی که سمپلر از حجم پایین به حجم بالا تغییر حجم پیدا میکند میزان حجم برداشتی مقدار خیلی کمی کمتر از حجم تنطیمی است. برخی منابع توصیه می کنند برای تغییر حجم از حجم کم به حجم زیاد بهتر است ابتدا در حجم بالاتر از حجم مورد نظر تنظیم یکبار و سپس به حجم مورد نظر تغییر حجم انجام شود.