有關(guān)移液槍使用方法對移液準(zhǔn)確性影響的討論

于　濤，趙秋蓉，吳　迪

（內(nèi)蒙古昆明卷煙有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古呼和浩特　010010）

有關(guān)移液槍使用方法對移液準(zhǔn)確性影響的討論

于濤，趙秋蓉，吳迪

（內(nèi)蒙古昆明卷煙有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古呼和浩特010010）

為提高移液操作的準(zhǔn)確性，依據(jù)JJG 646—2006移液器檢定規(guī)程選取超純水、無水乙醇作為轉(zhuǎn)移目標(biāo)液，分析移液槍使用方法對移液準(zhǔn)確性的影響，歸納了移液槍的規(guī)范操作方法，并采用該方法對移液槍移取體積的不確定度進(jìn)行了評定。結(jié)果表明，選擇合適量程的移液槍、過量回調(diào)設(shè)定目標(biāo)體積、反式操作移液槍、充分潤洗槍頭、吸液完畢槍頭稍作停留等操作要領(lǐng)，對提高移液槍移取準(zhǔn)確度有顯著作用。采用以上操作對移液槍進(jìn)行的不確定度評定結(jié)果（k=2，d=0.1%）與該器具計量檢定結(jié)果一致。

移液槍；規(guī)范化操作；準(zhǔn)確性；不確定度

移液器（移液槍） 常用于定量轉(zhuǎn)移液體樣品，1956年由德國生理生化學(xué)家Schnitger利用空氣排代機(jī)理設(shè)計完成，屬于量出式加樣器，量程有固定、可調(diào)之分，由于其取樣精準(zhǔn)、使用方便，已被廣泛應(yīng)用于生物、化學(xué)等領(lǐng)域。移液器使用過程中，其準(zhǔn)確性對試驗結(jié)果的正確可靠及重復(fù)再現(xiàn)有重要意義。正確使用移液器并定期對其進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，不但可延長器具的使用壽命，對防止移液器產(chǎn)生系統(tǒng)誤差、提高檢測結(jié)果精密度、準(zhǔn)確性十分重要［1］。本文旨在分析移液槍使用方法對移液準(zhǔn)確性影響的基礎(chǔ)上，規(guī)范移液槍操作方法，并探討該方法在移液槍模擬檢定及對移取體積不確定度評定等活動的意義。

1　材料和方法

1.1試驗儀器具及環(huán)境條件

XS205DU型電子天平（感量0.01 mg），瑞士梅特勒-托利多公司產(chǎn)品；活塞式移液槍（100～1 000 μL），德國Eppendorf公司產(chǎn)品；移液槍吸頭（1 000 μL，藍(lán)色），美國Axygen公司產(chǎn)品；頂空瓶（鉗口，20 mL），美國P.E公司產(chǎn)品，預(yù)先編號、平衡并記錄空瓶質(zhì)量。

Synergy型純水系統(tǒng)現(xiàn)制超純?nèi)ルx子水，默克密理博產(chǎn)品；無水乙醇（色譜純），DiKMA公司產(chǎn)品。

以上器具及試劑均在試驗前置于恒溫恒濕試驗條件下平衡。

溫度20±2℃，相對濕度50%±5%，實驗室內(nèi)無空氣對流，全部采用人工照明系統(tǒng)，天平無振動干擾。

1.2試驗方法

（2）稱量方法。依據(jù)JJG 646—2006移液器檢定規(guī)程中有關(guān)稱量的要求，所有操作重復(fù)10次并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)（試驗過程中均佩戴無粉丁腈手套，移取液體樣品時槍頭垂直置于液面下4～5 mm處）。

（2）移取體積的選擇。使用同一支活塞式移液槍（見1.1），分別按最低量程、最高量程及最高量程的30%，50%，70%等5個點進(jìn)行移液操作。

（3）移液槍量程調(diào)節(jié)。目標(biāo)移取體積為900 μL，分別采用超量程再回調(diào)設(shè)定目標(biāo)體積和一步到位設(shè)定目標(biāo)體積2種方法進(jìn)行移取操作。

（4）槍頭潤洗。目標(biāo)移取體積同樣為900 μL，分別采用充分潤洗2～3次和不潤洗直接吸取2種方法進(jìn)行移取操作。

（5）移取后等待。目標(biāo)移取體積為900 μL，分別采用吸取樣品后槍頭在樣品中停留2 s再注液和不停留直接注液2種方法進(jìn)行移取操作。

（6）用槍方式。目標(biāo)移取體積為900 μL，分別采用正向方式（即第1檔位定量吸液、第2檔位徹底排液）和反向方式（即第2檔位超量吸液、第1檔位定量注液）2種方式進(jìn)行移取操作。

（7）不確定度評定。經(jīng)過以上各影響因素的分析比較，得出移液槍最佳使用方案，經(jīng)由該方案并依據(jù)JJG 646—2006移液器檢定規(guī)程，在溫度、濕度恒定可控（20±2℃，50%±5%）的試驗環(huán)境下，使用檢定合格的雙量程電子天平對10次定量轉(zhuǎn)移至恒質(zhì)量頂空瓶中的超純水進(jìn)行稱量并記錄數(shù)據(jù)。通過計算移液器移液量重復(fù)性、天平稱量偏差、溫度偏差等因素引入的不確定度分量，從而合成得到該移取體積下純水實際容量的不確定度。

2　結(jié)果

2.1移取體積與量程匹配程度對移液準(zhǔn)確性的影響

移取體積對移液準(zhǔn)確性的影響見圖1。

圖1　移取體積對移液準(zhǔn)確性的影響

由圖1可以看出，移取時目標(biāo)體積越接近移液槍額定最大量程，其準(zhǔn)確性越高。

2.2移液槍量程調(diào)節(jié)方式對移液準(zhǔn)確性的影響

量程調(diào)節(jié)對移液準(zhǔn)確性的影響見圖2。

由圖2可以看出，采用超量程回調(diào)設(shè)定移取體積的方式較一步直調(diào)方式準(zhǔn)確性更好。

2.3槍頭潤洗與否對移液準(zhǔn)確性的影響

槍頭潤洗與否對移液準(zhǔn)確性的影響見圖3。

由圖3可以看出，移液槍槍頭在正式移液前經(jīng)過潤洗，其移液準(zhǔn)確性優(yōu)于直接使用。

2.4吸液完畢后槍頭是否停留對移液準(zhǔn)確性的影響

槍頭停留對移液準(zhǔn)確性的影響見圖4。

由圖4可以看出，停留等待2 s的移液準(zhǔn)確性更為可靠。

圖2　量程調(diào)節(jié)對移液準(zhǔn)確性的影響

圖3　槍頭潤洗與否對移液準(zhǔn)確性的影響

圖4　槍頭停留對移液準(zhǔn)確性的影響

2.5用槍方式對移液準(zhǔn)確性的影響

用槍方式對移液準(zhǔn)確性的影響見圖5。

圖5　用槍方式對移液準(zhǔn)確性的影響

由圖5可以看出，反式操作導(dǎo)致的樣品損失更少，移液準(zhǔn)確性更高。

3　不確定度評定

（1）基于對上述各影響因素的分析，可以初步歸納如下用槍方案。選擇額定量程與目標(biāo)移取體積接近的移液槍進(jìn)行移取操作，設(shè)定目標(biāo)移取體積時采用超量程回調(diào)的方式、反式操作（即過量吸取定量排出），槍頭插入液面以下4～5 mm深度，正式移液前槍頭要在目標(biāo)溶液中潤洗2～3次，吸取和排放目標(biāo)液體時要緩慢且略作停留。采取以上用槍方案，對該移液槍1 000 μL位點進(jìn)行模擬檢定及不確定度評定［2］。

由于檢定規(guī)程要求以純水為測量對象，天平稱得目標(biāo)體積的純水質(zhì)量為m，由其溫度t及根據(jù)溫度查“K（t）值表”得到的體積修正值，即可還原得到設(shè)定體積下超純水的實際容量V，滿足如下數(shù)學(xué)模型：

（2）重復(fù)吸取10次超純?nèi)ルx子水，稱量得到如下數(shù)據(jù)。

超純?nèi)ルx子水質(zhì)量見表1。

表1　超純?nèi)ルx子水質(zhì)量

10次測量的均值：

試驗溫度t=21℃，查“K（t）值表”得到，修正系數(shù)K（t）=1.002 619，則10次被移取超純水實際容量V的標(biāo)準(zhǔn)差：移液槍移取體積服從三角分布，則由測量重復(fù)性引入的不確定度：

（3）天平經(jīng)檢定并給出相應(yīng)稱量范圍（0～5 000 mg）的示值最大允差D為±0.5e（e=0.1 mg），即D= 0.05 mg，采用矩形分布估計天平稱量引入的不確定度：

（4）本試驗室恒溫控制機(jī)組在20℃下的控溫精度為±2℃，而水在該溫度下的體積膨脹系數(shù)β=2.1，則移取1 000 μL純水由溫度變化引入的不確定度：

（5）綜合以上各不確定度分量結(jié)果，最終合成得到量程范圍100～1 000 μL的移液槍在1 000 μL位點處移取超純水實際容量V的不確定度：

在包含因子k=2時，其擴(kuò)展不確定度U=u（V）× k=0.8.

按照不確定度評定的修約規(guī)則d修約為0.1%，與該移液槍計量檢定證書中給定的相同位點處容量的相對誤差一致。

4　討論與結(jié)論

移液槍作為實驗室最為常用的定量移液器具，其準(zhǔn)確與否對最終檢測結(jié)果有著直接的影響，因此掌握規(guī)范化的要領(lǐng)、嚴(yán)格按有關(guān)技術(shù)要求操作是對檢驗人員的基本要求。

通過以上試驗，可以歸納如下使用要領(lǐng)：①在已知目標(biāo)轉(zhuǎn)移體積的情況下，首先要選擇合適量程的移液槍，由于移液體積越接近該槍的最大額定量程，其準(zhǔn)確性越好，因此優(yōu)先選擇最大量程接近目標(biāo)移液量的器具。②在設(shè)定目標(biāo)體積時，尤其是從低刻度向高刻度設(shè)定時需要遵從動作輕緩、過量回調(diào)的原則，這樣操作的原因始于移液槍內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理，目的是排除槍體內(nèi)部機(jī)械結(jié)構(gòu)間隙不勻產(chǎn)生的影響［3］，從而使操作更準(zhǔn)確。③移液時盡量保證槍頭尖垂直處于目標(biāo)液面下4～5 mm處，推薦采用反式操作（先過量吸取再定量排出），對移液槍一、二檔的手感需充分熟悉。對黏稠性較大的液體而言，反式用槍法更容易保證移液重復(fù)性和移取體積的準(zhǔn)確性。④更換槍頭時保持槍體垂直插入槍頭盒，再左右微旋、上緊槍頭，切忌用力磕碰，經(jīng)?？呐鋈菀自斐蓸岓w內(nèi)部機(jī)械零部件損壞［3］。⑤移液前最好潤洗槍頭2～3次，對于移取揮發(fā)性強(qiáng)的有機(jī)試劑和黏稠性大的液體來說，為了保證準(zhǔn)確性，該項操作是必不可少的［4］。⑥吸液過程要緩慢、盡量保證勻速進(jìn)行，吸液完畢后，使槍頭在液面下稍作停留，這對排除槍體內(nèi)部阻力導(dǎo)致的吸液不到位，保證移液量準(zhǔn)確性至關(guān)重要。

應(yīng)用上述規(guī)范并結(jié)合移液器檢定規(guī)程，對使用頻率較高的100～1 000 μL移液槍實施了模擬檢定，同時評定了檢定過程中引入的不確定度，結(jié)果顯示在包含因子k=2，1 000 μL檢定點移液容量的相對誤差為0.1%，與計量部門出具的檢定證書值一致?？梢娏己玫氖褂靡?guī)范，對提高檢測結(jié)果準(zhǔn)確性、延長移液槍使用壽命意義重大。

［1］Boudou T，Ohayon J，Arntz Y，et al.An extended modeling of the micropipette aspiration experiment for the characterization of the Young's modulus and Poisson's ratio of adherent thin biological samples［J］.Numerical and Experimental Studies，2006，39（9）：1 677-1 685.

［2］國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督總局.測量不確定度評定與表示JJG 1059—1999［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1999.

［3］徐曉靜，趙李祥.淺談移液器的維護(hù)與保養(yǎng) ［J］.實驗室科學(xué)，2011，14（1）：156-157.

［4］國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督總局.移液器檢定規(guī)程JJG 646—2006［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006.◇

Discussion on the Use of Pipette Pipetting Accuracy

YU Tao，ZHAO Qiurong，WU Di
（Inner Mongolia Kunming Cigarette Limited Liability Company，Huhhot，Inner Mongolia 010010，China）

To improve the accuracy of pipetting，according to JJG 646—2006 Pipette test procedures，choose ultra-pure water，ethanol as transfer object and analysis the accuracy of pipetting.Summarize standardized methods of pipetting and uncertainty evaluation.The results show that select the appropriate range of pipette，overrange and callback setting the target volume，reverse pipette，fully rinse tips，holding immersion.can improve accuracy of pipetting.The uncertainty evaluation results（k=2，d=0.1%）are consistent with the results of the metering.

pipette；standardized operations；accuracy；uncertainty

R446

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.08.039

1671-9646（2016）08b-0036-03

2016-05-27

于濤（1983— ），男，碩士，工程師，研究方向為儀器分析及生物技術(shù)。