在現(xiàn)代生物科學(xué)和生物技術(shù)領(lǐng)域，移液器在實(shí)驗(yàn)室中的重要性不言而喻。移液器幾乎出現(xiàn)在每一個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中，從樣品處理到檢測(cè)分析，其精準(zhǔn)性對(duì)科研成果至關(guān)重要。移液器的準(zhǔn)確性直接影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性和重現(xiàn)性，因此在科學(xué)研究中占據(jù)了核心地位。本文將詳細(xì)介紹移液器的發(fā)展歷史、分類、工作原理及其在特殊應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)，旨在幫助研究人員更好地理解和使用這一重要工具。

移液器的發(fā)展歷史

移液器的發(fā)展始于1958年，當(dāng)時(shí)Heinrich Schnitger先生獲得了一項(xiàng)名為“快速準(zhǔn)確移取微量體積液體的移液器”。Eppendorf公司基于這一發(fā)明，于1961年推出了第一支工業(yè)化的氣體活塞式移液器。這一創(chuàng)新改變了當(dāng)時(shí)依靠嘴吸取液體的方式。Eppendorf的第一款移液器具備彈性吸嘴和可拆卸的塑料吸頭，與現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)室使用的移液器非常相似。

自1961年推出第一款“Marburg移液器”后，Eppendorf公司不斷改進(jìn)和發(fā)展活塞沖程移液器，推出了多種類型和功能的移液器，以滿足不同實(shí)驗(yàn)需求。

移液器的分類及工作原理

移液器按工作原理可分為氣體活塞式移液器和外置活塞式移液器。

氣體活塞式移液器 (Air-cushion)

氣體活塞式移液器通過(guò)彈簧的伸縮運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)活塞排除部分空氣，再利用大氣壓吸入液體，最后由活塞推動(dòng)空氣將液體排出。液體和活塞之間有空氣柱。這種設(shè)計(jì)適用于常規(guī)水性溶液，廣泛應(yīng)用于大多數(shù)生物實(shí)驗(yàn)中。

這種類型的移液器的工作步驟如下：

1. 吸液：按下活塞按鈕，活塞向上移動(dòng)，形成負(fù)壓，吸入液體。

2. 放液：松開(kāi)活塞按鈕，活塞向下移動(dòng)，推動(dòng)空氣，將液體排出。

氣體活塞式移液器的優(yōu)點(diǎn)在于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作便捷，適合大多數(shù)常規(guī)實(shí)驗(yàn)。

外置活塞式移液器 (Positive-displacement)

外置活塞式移液器的原理是通過(guò)分液管或吸頭內(nèi)活塞的連續(xù)運(yùn)動(dòng)移取和打出液體。由于活塞與液體直接接觸，沒(méi)有空氣柱，因此適用于高粘度、易揮發(fā)、易起泡等特殊液體。

這種類型的移液器的工作步驟如下：

1. 吸液：活塞與液體直接接觸，形成負(fù)壓，吸入液體。

2. 放液：活塞向下移動(dòng)，直接推動(dòng)液體排出。

外置活塞式移液器的優(yōu)點(diǎn)在于其高精度和適用范圍廣，特別適合處理難以操作的液體，如高粘度或易揮發(fā)的化學(xué)試劑。

單按鈕技術(shù)

單按鈕技術(shù)是一種創(chuàng)新設(shè)計(jì)，通過(guò)一個(gè)按鈕即可完成吸液、放液和脫卸吸頭的操作。這種設(shè)計(jì)有效避免了液體反彈，減少了氣溶膠污染，同時(shí)減少了拇指的左右移動(dòng)，降低了手部的重復(fù)性勞損。Eppendorf Reference系列移液器就是采用單按鈕操作的手動(dòng)移液器。

單按鈕技術(shù)的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1. 簡(jiǎn)化操作：吸液、放液和脫卸吸頭一步到位，提高實(shí)驗(yàn)效率。

2. 減少污染：有效防止液體反彈，減少氣溶膠污染。

3. 降低疲勞：減少手部重復(fù)性操作，降低手部勞損風(fēng)險(xiǎn)。

特殊應(yīng)用的移液器

384孔板的快速加樣 - 16/24通道移液器

在高通量篩選實(shí)驗(yàn)中，384孔板的加樣操作非常普遍。Eppendorf的16/24通道移液器和epT.I.P.S.® 384吸頭可以一步完成16孔和24孔的加樣操作，大大提高了實(shí)驗(yàn)效率和安全性。

這種設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)在于：

1. 高效加樣：一次操作即可完成多個(gè)孔的加樣，適合高通量實(shí)驗(yàn)。

2. 減少誤差：避免了使用8/12通道移液器帶來(lái)的冗長(zhǎng)和容易出錯(cuò)的加樣過(guò)程。

3. 簡(jiǎn)化流程：手動(dòng)完成工作站體系建立及驗(yàn)證工作，可作為工作站的備份方案。

不同容器類型之間的樣品轉(zhuǎn)移 - Move It可調(diào)間距移液器

Move It可調(diào)間距移液器是一種創(chuàng)新設(shè)計(jì)，可以加速和簡(jiǎn)化不同容器間的樣品轉(zhuǎn)移。其無(wú)管道鏈接的設(shè)計(jì)提高了精確度和耐用性，同時(shí)也增加了操作和樣品的安全性。

這種移液器的應(yīng)用場(chǎng)景包括：

1. PCR和qPCR：在分子生物學(xué)中，常用于基因表達(dá)、基因編輯的實(shí)驗(yàn)。

2. 免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)：適用于抗體分析、ELISA實(shí)驗(yàn)等。

3. 細(xì)胞培養(yǎng)：用于細(xì)胞篩選、細(xì)胞增殖、包被及基于細(xì)胞的分析。

電動(dòng)移液器和分液器

電動(dòng)移液器和分液器在處理冗長(zhǎng)連續(xù)分液、放射性或腐蝕性液體的分液、易揮發(fā)或黏稠液體的精準(zhǔn)移液等方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。例如，Eppendorf Xplorer和Xplorer plus電動(dòng)移液器，以及Multipette E3/E3x電動(dòng)分液器，都能大幅減少隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差，提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可重復(fù)性和準(zhǔn)確性。

這些電動(dòng)移液器的主要特點(diǎn)包括：

1. 自動(dòng)化操作：減少人為誤差，提高操作精度。

2. 多功能模式：適用于不同類型的液體分液需求。

3. 高效便捷：適合大規(guī)模實(shí)驗(yàn)，提高實(shí)驗(yàn)通量。

如何正確使用移液器？

正確使用移液器不僅可以提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性和重現(xiàn)性，還能延長(zhǎng)移液器的使用壽命。以下是一些使用移液器的建議和技巧：

1. 挑選合適的吸頭：吸頭和移液器同等重要，只有使用高質(zhì)量的吸頭才能體現(xiàn)移液器的精確性。推薦使用廠家原裝吸頭。

2. 選擇適合量程的移液器：移液器最大量程的30%-100%是較佳使用范圍。

3. 裝配吸頭：將移液器吸嘴垂直插入吸頭，輕壓上緊，切勿上下敲擊或左右搖晃，以免損壞移液器內(nèi)部零件。

4. 調(diào)節(jié)刻度：旋轉(zhuǎn)刻度調(diào)節(jié)旋鈕，從大量程調(diào)節(jié)至小量程，精度更佳；從小量程調(diào)節(jié)至大量程時(shí)，最好先調(diào)至略大一點(diǎn)，再返回。

5. 吸取液體：

• 保證垂直吸液，根據(jù)流體靜力壓原理，移液器斜著吸液將使體積偏大。

• 吸頭盡量浸沒(méi)得淺一些，防止液體殘留在吸頭表面；但同時(shí)要浸沒(méi)得足夠深，防止吸取空氣。

• 至少預(yù)潤(rùn)濕3次，使得空氣柱充滿飽和的液體分子（特別是在移取易揮發(fā)性液體時(shí)）。

• 吸、放液體應(yīng)該緩慢、勻速，以提高移液精準(zhǔn)性。推薦使用電動(dòng)移液器，電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，減少人為誤差，提供精準(zhǔn)度。

• 吸取液體后稍稍停留一會(huì)兒（特別是對(duì)于大量程移液器）。

6. 打出液體：放液時(shí)吸頭靠在容器內(nèi)壁（特別是對(duì)于20 μL以下的體積），移液器角度為20°-45°。對(duì)于10 μL以下的體積，直接放液到容器底部。

結(jié)論

移液器作為現(xiàn)代生物科學(xué)和生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)室中的工具，其準(zhǔn)確性和可靠性直接影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的質(zhì)量。通過(guò)了解移液器的發(fā)展歷史、分類、工作原理及其在特殊應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)，研究人員可以更好地選擇和使用移液器，從而提高實(shí)驗(yàn)效率和數(shù)據(jù)的重現(xiàn)性。正確使用移液器不僅可以提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，還能延長(zhǎng)移液器的使用壽命。關(guān)注Eppendorf，獲取更多關(guān)于移液器使用的技巧和最新資訊。