피펫
Pipette 왼쪽 위에서 시계 방향으로: 다양한 크기의 마이크로 피펫; 전자 수동 피펫에 부착된 눈금이 표시된 혈청 피펫; 파스퇴르 피펫 2개. | |
| 분류 | 미디어 디스펜서 |
|---|---|
| 사용하다 | 부피측정, 액체전달 |
| 와 함께 사용 |
|
피펫(pipet)은 화학과 생물학에서 측정된 부피의 액체를 운반하기 위해 흔히 사용되는 실험 도구의 일종으로, 종종 미디어 디스펜서로 사용됩니다. 피펫은 단일 조각 유리 피펫에서 더 복잡한 조절식 또는 전자 피펫에 이르기까지 정확도와 정밀도의 수준이 다른 다양한 목적을 위한 여러 디자인으로 제공됩니다. 많은 피펫 유형은 액체 유지 챔버 위에 부분적인 진공을 만들고 이 진공을 선택적으로 방출하여 액체를 끌어 올리고 분사함으로써 작동합니다. 계측기에 따라 측정 정확도가 크게 다릅니다.
역사
파스퇴르 피펫과 같은 최초의 간단한 피펫은 유리로 만들어졌습니다. 큰 피펫은 계속해서 유리로 만들어집니다. 다른 피펫은 정확한 부피가 필요하지 않은 상황에서 짜낼 수 있는 플라스틱으로 만들어집니다.
최초의 마이크로 피펫은 1957년 하인리히 슈니트거 박사(독일 마르부르크)에 의해 특허되었습니다. 회사의 설립자인 하인리히 네헬러 박사는 그 권리를 물려받아 1961년부터 마이크로 피펫의 상업적 생산을 시작했습니다.
조절 가능한 마이크로 피펫은 위스콘신-매디슨 대학의 생화학 교수인 Warren Gilson과 Henry Lardy라는 여러 사람들 사이의 상호작용을 통해 개발된 위스콘신의 발명품입니다.[1][2]
명명법
각 피펫 유형에 대해 특정 이름이 존재하지만 실제로는 모든 유형을 "피펫"이라고 부를 수 있습니다.[3] 1000μl 미만을 분사하는 피펫은 마이크로 피펫으로 구분되기도 합니다.
"피펫"과 "피펫"이라는 용어는 그 사용에 있어서 약간의 역사적 차이가 있음에도 불구하고 혼용됩니다.[4]
공용 피펫
공기 변위 마이크로 피펫
공기 변위 마이크로 피펫은 측정된 부피의 액체를 전달하는 조절 가능한 마이크로 피펫의 일종입니다. 크기에 따라 약 0.1 µl에서 1,000 µl(1 ml) 사이일 수 있습니다. 이 피펫에는 유체와 접촉하는 일회용 팁이 필요합니다. 4가지 표준 크기의 마이크로 피펫은 4가지 다른 일회용 팁 색상에 해당합니다.
| 피펫형 | 볼륨(μL) | 팁컬러 |
|---|---|---|
| P10 | 0.5–10 | 하얀색 |
| P20 | 2–20 | 노란 색 |
| P200 | 20–200 | 노란 색 |
| P1000 | 200–1,000 | 파랑색 |
| P5000 | 1,000–5,000 | 하얀색 |
이 피펫은 피스톤 구동 공기 변위로 작동합니다. 기밀 슬리브 내에서 금속 또는 세라믹 피스톤의 수직 이동에 의해 진공이 생성됩니다. 피스톤이 플런저의 눌림으로 인해 위쪽으로 이동하면 피스톤에 의해 빈 공간에 진공이 생성됩니다. 팁 주위의 액체는 (팁의 공기와 함께) 이 진공으로 이동한 다음 필요에 따라 운반 및 방출될 수 있습니다. 이 피펫은 매우 정확하고 정확할 수 있습니다. 그러나, 이들은 공기 변위에 의존하기 때문에, 변화하는 환경, 특히 온도 및 사용자 기법에 의해 발생하는 부정확성에 영향을 받습니다. 이러한 이유로 이 장비는 주의 깊게 유지 및 교정해야 하며 사용자는 정확하고 일관된 기술을 발휘하도록 교육을 받아야 합니다.
마이크로 피펫은 1960년 박사에 의해 발명되고 특허를 받았습니다. 독일 마르부르크의 하인리히 슈니트거. 그 후 생명공학 회사 에펜도르프의 공동 설립자인 하인리히 네헬러 박사가 그 권리를 물려받아 실험실에서 마이크로 피펫의 세계적이고 일반적인 사용을 시작했습니다. 1972년 위스콘신-매디슨 대학에서 주로 워렌 길슨과 헨리 라디 등 여러 사람들에 의해 조절 가능한 마이크로 피펫이 발명되었습니다.[5]
공기 변위 피펫의 종류는 다음과 같습니다.
- 조정 가능한 또는 고정된
- 취급량
- 단일 채널, 다중 채널 또는 중계기
- 원뿔형 팁 또는 원통형 팁
- 표준 또는 잠금
- 수동 또는 전자의
- 제조업자
피펫의 브랜드나 비용에 관계없이 모든 마이크로 피펫 제조업체는 정기적으로 사용하는 경우 최소 6개월마다 교정을 점검할 것을 권장합니다. 의약품 또는 식품 산업에 종사하는 기업은 분기별(3개월마다) 피펫을 보정해야 합니다. 화학 수업을 진행하는 학교는 매년 이 과정을 가질 수 있습니다. 많은 테스트가 일반적인 포렌식 및 연구를 연구하는 사람들은 매월 보정을 수행합니다.
전자 피펫
반복적인 피펫팅으로 인한 근골격계 질환의 발생 가능성을 최소화하기 위해 전자 피펫은 일반적으로 기계식 버전을 대체합니다.
양변위 피펫
이들은 공기 변위 피펫과 유사하지만 덜 일반적으로 사용되며 오염을 방지하고 DNA와 같은 소량의 휘발성 또는 점성 물질에 사용됩니다. 가장 큰 차이점은 일회용 팁이 모세관과 피스톤(이동 가능한 내부 부분)으로 구성된 마이크로 주사기(플라스틱)라는 것입니다.
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양변위 피펫
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플런저를 이동하는 데 사용되는 척
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초기 피펫
체적 피펫
체적 피펫 또는 전구 피펫을 사용하면 사용자가 용액의 부피를 매우 정밀하게 측정할 수 있습니다(중요한 수치 4개의 정밀도). 이 피펫에는 단일 볼륨(볼륨 플라스크와 같은)에 대해 보정되므로 단일 눈금 표시와 함께 위에 길고 좁은 부분이 있는 큰 전구가 있습니다. 일반적인 부피는 20, 50, 100mL입니다. 체적 피펫은 일반적으로 기본 스톡에서 실험실 용액을 만들고 적정을 위한 용액을 준비하는 데 사용됩니다.
눈금 피펫
눈금이 표시된 피펫은 눈금이 표시된 실린더 또는 뷰렛과 같은 일련의 눈금이 있는 긴 튜브로 구성된 매크로 피펫의 한 유형입니다. 그것들은 또한 진공의 원천을 필요로 합니다; 화학과 생물학의 초기에는 입이 사용되었습니다. 안전 규정에는 "KCN, NH3, 강산, 염기 및 수은염에 의한 피펫 사용 금지"라는 문구가 포함되어 있습니다. 일부 피펫은 입 조각과 용액 레벨 라인 사이에 두 개의 기포로 제조되어 화학자가 실수로 용액을 삼키지 않도록 보호했습니다.
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지금은 안전하지 않은 관행으로 간주되는 입으로 피펫팅하는 사람
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수동으로 엄지손가락으로 휠을 돌려 조정하는 프로피터
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E 및 S로 표시된 밸브를 압착하여 조정하는 수동 프로피터
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버튼을 누르고 스위치를 토글링하여 자동으로 조정되는 프로피터
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트리거를 당기고 해제하여 자동으로 조정되는 프로피터
파스퇴르 피펫
파스퇴르 피펫은 소량의 액체를 옮기는 데 사용되는 플라스틱 또는 유리 피펫이지만 특정 부피에 대해 눈금을 표시하거나 보정하지 않습니다. 전구는 피펫 본체와 분리되어 있습니다. 파스퇴르 피펫은 티 피펫, 드롭퍼, 아이 드롭퍼, 화학 드롭퍼라고도 합니다.
이송 피펫
베랄 피펫이라고도 알려진 이송 피펫은 파스퇴르 피펫과 비슷하지만 플라스틱 한 조각으로 만들어졌으며 전구가 액체를 담는 챔버 역할을 할 수 있습니다.
전문 피펫
피펫팅 주사기
 | 이 섹션은 검증을 위해 추가 인용이 필요합니다. (2012년 7월)(이를 에 대해 |
피펫팅 주사기는 체적(볼륨) 피펫, 눈금 피펫 및 뷰렛의 기능을 결합한 핸드헬드 장치입니다. ISO 체적 A 등급 표준에 따라 보정됩니다. 유리 또는 플라스틱 피펫 튜브는 양변위 작동 상태에서 피펫 내에서 미끄러지는 엄지 작동 피스톤 및 PTFE 씰과 함께 사용됩니다. 이러한 장치는 0.5 mL에서 25 mL 사이의 부피로 다양한 유체(수성, 점성 및 휘발성 유체, 탄화수소, 에센셜 오일 및 혼합물)에 사용할 수 있습니다. 이 배열은 정밀도, 취급 안전성, 신뢰성, 경제성 및 범용성의 향상을 제공합니다. 피펫팅 주사기와 함께 일회용 팁이나 피펫팅 보조 도구가 필요하지 않습니다.
반 슬라이크 피펫
체적 분석을 위한 혈청학적 피펫과 함께 의료 기술에서 일반적으로 사용되는 눈금 피펫입니다. 도널드 덱스터 반 슬라이크에 의해 발명되었습니다.[6]
오스트발트-폴린 피펫
전혈과 같은 점성 유체 측정에 사용되는 특수 피펫입니다. 의료 기술 실험실 설정에서 다른 피펫과 함께 사용할 수 있습니다. 발트해 독일 화학자 프리드리히 빌헬름 오스트발트가 발명하고 나중에 미국 화학자 오토 폴린이 정제했습니다.[7][failed verification]
윙클러-데니스 가스 연소 피펫
약한 전류 및 산소 공급 하에서 액체의 제어된 반응을 위한 장치.[citation needed]
유리 마이크로 피펫
이들은 미세 주입 및 패치 클램핑 절차와 같은 미세 샘플과 물리적으로 상호 작용하는 데 사용됩니다. 대부분의 마이크로 피펫은 붕규산, 알루미노규산 또는 석영으로 만들어지며 다양한 유형과 크기의 유리 튜브를 사용할 수 있습니다. 이러한 각 구성은 적합한 응용 프로그램을 결정하는 고유한 특성을 가지고 있습니다.
유리 마이크로 피펫은 마이크로 피펫 풀러에서 제조되며 일반적으로 마이크로 조작기에 사용됩니다.
미세유체 피펫
최근 마이크로 피펫 분야에 도입되면서 마이크로 유체의 다양성이 자유롭게 위치할 수 있는 피펫 플랫폼에 통합되었습니다. 장치 끝에는 국부적인 흐름 영역이 생성되어 피펫 바로 앞에서 나노리터 환경을 지속적으로 제어할 수 있습니다. 피펫은 반응성 사출 성형을 사용하여 형성된 폴리디메틸실록산(PDMS)으로 만들어집니다. 공압을 사용하여 이러한 피펫을 인터페이스하면 여러 솔루션을 로드하고 필요에 따라 전환할 수 있으며 솔루션 교환 시간은 100ms입니다.
Alar Ainla에 의해 발명되었으며, 현재 스웨덴 찰머스 공과대학의 생물물리학 기술 연구소에[8] 위치하고 있습니다.[9]
극히 낮은 볼륨 피펫
브룩헤이븐 국립 연구소에서 제프톨리터 피펫이 개발되었습니다. 피펫은 금과 게르마늄의 합금인 탄소 껍질로 만들어집니다. 피펫은 결정화가 일어나는 방법에 대해 배우는 데 사용되었습니다.[10]
피펫 보조기구
더 안전하고 쉽고 효율적인 피펫팅을 위해 다양한 장치가 개발되었습니다. 예를 들어, 전동 피펫 컨트롤러는 체적 피펫 또는 눈금 피펫을 사용하여 액체 흡인 또는 분배를 도울 수 있고,[11] 태블릿은 피펫과 실시간으로 상호작용하고 프로토콜을 통해 사용자를 안내할 수 있으며,[12] 피펫 스테이션은 피펫 팁 침지 깊이를 제어하고 인체공학을 개선하는 데 도움을 줄 수 있습니다.[13]
로봇
피펫 로봇은 사람이 하는 것처럼 피펫을 조작할 수 있습니다.[14]
눈금 매기기
피펫 재보정은[15] 이러한 장치를 사용하는 실험실에서 중요한 고려 사항입니다. NIST 추적 가능 기준 표준과 비교하여 측정 장치의 정확도를 결정하는 행위입니다. 계측기가 예상에 따라 정의된 체제 또는 작업 프로토콜에 따라 작동하는지 확인하려면 피펫 보정이 필수적입니다. 피펫 교정은 고려해야 할 피펫의 제조 및 모델뿐만 아니라 교정 절차의 많은 요소와 여러 교정 프로토콜 옵션을 포함하기 때문에 복잡한 일로 간주됩니다.
자세와 부상
적절한 피펫팅 자세는 좋은 인체공학적 작업 관행을 수립하는 데 가장 중요한 요소입니다.[16] 피펫팅과 같은 반복적인 작업 중에는 최소한의 근육 스트레스로 최대의 힘을 제공하는 신체 위치를 유지하는 것이 부상 위험을 최소화하는 데 중요합니다. 많은 일반적인 피펫팅 기술은 생체역학적 스트레스 요인으로 인해 잠재적으로 위험한 것으로 확인되었습니다. 다양한 미국 정부 기관과 인체공학 전문가들이 만든 수정 피펫팅 조치에 대한 권장 사항이 아래에 제시되어 있습니다.
- 날개형 엘보우 피펫팅
- 기술: 상승, "날개 달린 팔꿈치". 인간의 평균 팔 무게는 전체 체중의 약 6%입니다. 팔꿈치를 펴서(날개가 달린 팔꿈치) 피펫을 정적인 자세로 잡으면 팔의 무게가 목과 어깨 근육에 닿아 혈류량이 줄어 스트레스와 피로감을 유발합니다. 팔 굽힘이 증가함에 따라 근력도 상당히 감소합니다.
- 수정 조치: 팔과 손목을 곧고 중립적인 자세(악수 자세)로 뻗은 상태에서 팔꿈치를 몸에 최대한 가깝게 위치시킵니다. 작업 항목을 쉽게 닿을 수 있는 범위 내에 유지하여 팔의 확장과 상승을 제한합니다. 팔/손 높이는 작업 표면에서 12"를 초과해서는 안 됩니다.
- 과회전 암 피펫팅
- 기술: 팔뚝과 손목이 과도하게 회전했습니다. 팔뚝을 위로 올린 위치(팔굽혀펴기) 및/또는 손목 굴곡으로 회전하면 손목 터널의 유체 압력이 증가합니다. 이렇게 높아진 압력은 신경, 힘줄, 혈관과 같은 연조직을 압박하여 엄지와 손가락에 저림 현상을 일으킬 수 있습니다.
- 수정 조치: 반복적인 활동 중 손목 터널 압력을 최소화하기 위해 45° 회전(팔뚝 아래쪽) 부근의 팔뚝 회전 각도를 유지해야 합니다.
- 주먹을 불끈 쥐는 피펫팅
- 기술: 꽉 쥐는 것(주먹을 꽉 쥐는 것). 손의 피로는 단단한 물체와 민감한 조직 사이의 지속적인 접촉으로 인해 발생합니다. 이것은 팁에 걸림이 있을 때와 같이 피펫을 고정하기 위해 단단한 그립이 필요할 때 발생하며, 그 결과 손의 힘이 감소합니다.
- 수정 조치: 후크 또는 기타 특성이 있는 피펫을 사용하여 편안하게 그립하거나 피펫을 지속적으로 잡을 필요를 완화할 수 있습니다. 이렇게 하면 팔, 손목, 손의 긴장이 줄어듭니다.
- 엄지 플런저 피펫팅
- 기법: 집중된 힘의 영역(경질한 물체와 민감한 조직 사이의 접촉 응력). 일부 장치에는 표면적이 제한된 플런저와 버튼이 있어 집중된 영역에서 엄지나 다른 손가락으로 엄청난 힘을 소모해야 합니다.
- 수정 조치: 윤곽이 크거나 둥근 플런저와 버튼이 있는 피펫을 사용합니다. 이렇게 하면 피펫을 작동하는 데 사용되는 압력이 엄지나 손가락 전체 표면에 분산되어 접촉 압력이 허용 가능한 수준으로 감소합니다.
- 잘못된 자세는 사용 가능한 강도 암 강도 피펫팅에 강한 영향을 미칠 수 있습니다.
- 기술: 팔을 높이는 것. 팔의 굴곡이 증가하면 근력이 상당히 감소합니다.
- 수정 조치: 작업 항목을 쉽게 닿을 수 있는 범위 내에 유지하여 팔의 확장과 상승을 제한합니다. 팔/손 높이도 작업 표면에서 12"를 초과해서는 안 됩니다.
- 엘보우 강도 피펫팅
- 기술: 팔꿈치 굴곡 또는 유괴. 팔꿈치 자세가 90° 자세에서 벗어나면 팔 힘이 줄어듭니다.
- 수정 조치: 팔뚝과 손 높이를 작업 표면으로부터 12" 이내로 유지하여 팔꿈치가 90° 위치 근처를 유지할 수 있도록 합니다.
인체공학적 피펫팅은 기존의 축방향 피펫팅과 달리 자세에 영향을 미치고 손목터널증후군, 건염 및 기타 근골격계 질환과 같은 일반적인 피펫팅 부상을 예방할 수 있습니다.[17] "경제학적으로 올바른" 전통적인 피펫팅 자세의 중요한 변화는 다음과 같습니다: 팔뚝과 손목 회전을 최소화하고, 팔과 팔꿈치 높이를 낮게 유지하고, 어깨와 위쪽 팔을 이완시키는 것.
피펫 스탠드
일반적으로 피펫은 피펫 스탠드라고 불리는 홀더에 수직으로 보관됩니다. 전자 피펫의 경우 이러한 스탠드는 배터리를 충전할 수 있습니다. 최첨단 피펫 스탠드는 전자 피펫을 직접 제어할 수 있습니다.[18]
대안
특히 작은 부피(마이크로 및 나노 리터 범위)를 전달하기 위한 대체 기술은 음향 액적 방출입니다.
참고문헌
- ^ "Biotechnology Outreach". Retrieved 3 March 2016.
- ^ Klingenberg, M (2005). "When a common problem meets an ingenious mind". EMBO Rep. 6 (9): 797–800. doi:10.1038/sj.embor.7400520. PMC 1369176. PMID 16138087.
- ^ "Pipet vs Pipette vs Micropipette: Is there any difference?". Microlit. 2022-04-21. Retrieved 2023-05-23.
- ^ "Pipets, Pipettes, Syringes, and Needles Fisher Scientific". www.fishersci.com. Retrieved 2023-05-23.
- ^ Zinnen, Tom (June 2004), The Micropipette Story, retrieved November 12, 2011
- ^ Shohl, Alfred T. (February 1928). "A Pipet for Micro-Analyses". Journal of the American Chemical Society. 50 (2): 417. doi:10.1021/ja01389a502.
- ^ "FrameA". Retrieved 3 March 2016.
- ^ "Biophysical Technology Laboratory". Retrieved 3 March 2016.
- ^ Ainla, Alar; Jansson, Erik T.; Stepanyants, Natalia; Orwar, Owe; Jesorka, Aldo (June 2010). "A Microfluidic Pipette for Single-Cell Pharmacology". Analytical Chemistry. 82 (11): 4529–4536. doi:10.1021/ac100480f. PMID 20443547.
- ^ Aimee Cunningham (2007-04-18). "A New Low: Lilliputian pipette releases tiniest drops". Science News. Vol. 171. pp. 244–245.
- ^ "Motorized Pipette Controllers Motorized Controller Pipette.com". www.pipette.com.
- ^ "TRACKMAN Connected". www.gilson.com.
- ^ "Pipette Confidently with PipetteRite – Control the Immersion Depth, Steady Your Hand, and Improve Ergonomics".
- ^ hands-free use of pipettes, August 2012, retrieved August 29, 2012
- ^ "Micro Pipette Calibration – Accumaximum". Archived from the original on 30 June 2013. Retrieved 3 March 2016.
- ^ "Ovation Ergonomic Pipettes generate ideal pipetting posture". Archived from the original on 3 March 2016. Retrieved 3 March 2016.
- ^ "Common pipetting injuries". Retrieved 3 March 2016.
- ^ electronic pipette made smart through connectivity, April 2019, retrieved April 11, 2019
외부 링크
- 올리버 실리의 체적 피펫 사용에 대한 유용한 힌트
