為實驗室任務(wù)選擇合適的移液器至關(guān)重要，這凸顯了移液準(zhǔn)確性和效率在整個科學(xué)和醫(yī)學(xué)研究中的重要性。本白皮書概述了兩大類移液器——空氣置換式和正置換式——并根據(jù)特定的工作流程要求提供了最佳使用移液器的技巧。

1 簡介
使用移液器處理和轉(zhuǎn)移少量液體的能力是許多科學(xué)和醫(yī)療程序的基礎(chǔ)。因此，選擇正確的移液器并使用正確的技術(shù)至關(guān)重要。為特定應(yīng)用選擇合適的移液器可以顯著影響吞吐量和工作流程，最終改善結(jié)果并提高生產(chǎn)率。不同類型的移液工具可幫助實現(xiàn)最佳結(jié)果和更高的生產(chǎn)率，同時提供額外的好處，例如改進的人體工程學(xué)特性和針對特定應(yīng)用的更好的功能。移液器有兩種主要類型：空氣置換和正位移。兩種位移類型都使用活塞的直徑和沖程長度來確定分配的液體量。本白皮書概述了常見類型的移液器，并提供了有關(guān)如何根據(jù)您的工作流程充分利用移液器的寶貴提示。

2 空氣置換移液器
空氣置換移液器是實驗室中最常見的移液儀器。這些移液器的操作方式是將吸頭末端放入液體樣品中，然后釋放柱塞按鈕。當(dāng)移液器活塞在體內(nèi)向上移動時，會產(chǎn)生部分真空，液體樣品會被吸入吸頭內(nèi)部以填充空隙。
空氣置換式移液器：

• 與水溶液一起使用時非常準(zhǔn)確
• 推薦用于標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用
• 依賴于技術(shù)

移液周期和技術(shù)
移液周期
使用任何空氣置換式移液器時，移液周期包括四個主要步驟：

1. 吸頭裝載
2. 液體吸入（按下、保持并釋放柱塞）
3. 液體分配/吹出（按下、保持并釋放柱塞）
4. 吸頭彈出
   在分配任何類型的液體時，此循環(huán)都會重復(fù)多次。所有手動空氣置換移液器都使用相同的移液循環(huán)來分配液體。設(shè)置要分配的所需體積（微升），然后以穩(wěn)定的速度按下/釋放柱塞按鈕到特定位置 - “第一”和“第二”停止（也稱為“中性”和“吹出”）。第一停止允許吸入和/或分配液體，而第二停止控制吹出到指定的容器中（圖 2）。

移液技術(shù)
移液技術(shù)可以說是提供準(zhǔn)確體積的最關(guān)鍵因素之一，但它經(jīng)常被忽視。培訓(xùn)不足、錯誤假設(shè)和對樣品性質(zhì)缺乏了解會極大地影響實驗結(jié)果和可重復(fù)性。

正確的移液技術(shù)對于實現(xiàn)高精度至關(guān)重要。人們普遍認為，使用空氣置換移液器獲得的結(jié)果取決于技術(shù)。使用空氣置換移液器時，有兩種不同但功能強大的技術(shù)：正向和反向移液。每種技術(shù)都使用相同的移液循環(huán)，但某些步驟略有不同。對于應(yīng)用或每種技術(shù)，這兩種技術(shù)的最大區(qū)別取決于樣品的性質(zhì)和需要執(zhí)行協(xié)議的溫度。正向技術(shù)可以在移液水溶液時準(zhǔn)確輸送體積，而反向移液在處理具有挑戰(zhàn)性的液體（例如粘稠、稠密）時是強烈推薦的。正向和反向移液之間的主要區(qū)別在于移液循環(huán)的前兩個步驟（例如液體抽吸）。在執(zhí)行正向技術(shù)時，柱塞被壓到第一個停止點（圖 3A）。使用反向技術(shù)，柱塞被壓到第二個停止點（圖 3B）。

3 正排量移液器
雖然正排量移液器不如空氣排量移液器常見，但在實驗室環(huán)境中經(jīng)?？吹?。這些移液器使用一次性活塞和毛細管系統(tǒng)來使所選體積產(chǎn)生物理空隙?；钊c樣品直接接觸，當(dāng)活塞向上移動時，樣品被吸入毛細管（圖 4）。

正排量移液器在移取水溶液時提供高精度，但通常建議用于粘稠、致密、揮發(fā)性和腐蝕性溶液。與一次性空氣排量移液器吸頭相比，正排量移液器使用的一次性毛細管和活塞更昂貴，因此當(dāng)它們產(chǎn)生相同的結(jié)果時，建議使用空氣排量移液器。

4 樣品特性和移液器選擇
樣品類型和粘度

某些類型的移液器比其他類型的移液器更適合不同的樣品類型。例如，粘稠樣品可能需要不同的技術(shù)或移液器才能在實驗中實現(xiàn)良好的準(zhǔn)確性 - 較小的隨機誤差（精度）和/或較低的系統(tǒng)誤差（真實度）。樣品粘度通常會對空氣置換移液器和吸頭在移液過程中完全吸入和排出樣品的能力產(chǎn)生不利影響。當(dāng)移液與聚丙烯吸頭表面發(fā)生疏水相互作用的液體時，這個問題會進一步加劇。

水性液體
液體的成??分和性質(zhì)會影響移液準(zhǔn)確性。決定水性液體物理性質(zhì)的三種物理機制是：

• 表面張力
• 內(nèi)聚力
• 粘附力

表面張力是指液體聚結(jié)成具有最小表面積的形狀的趨勢。內(nèi)聚力是形成液體的分子的一種特性，它確定了液體的物理結(jié)構(gòu)，使其在受到各種物理力時能夠抵抗碎裂。粘附力是指液體與其表面相互作用的趨勢。水樣中表面張力和內(nèi)聚力的存在直接歸因于氫鍵。粘附力可能歸因于疏水、靜電或其他類型的相互作用。
其他液體類型，無論是有機的還是無機的，也可能表現(xiàn)出大量的內(nèi)聚力和表面張力。內(nèi)聚力和表面張力通常有助于液體在抽吸和分配過程中的移動，從而實現(xiàn)最佳的移液精度。粘附力通常會阻礙液體移動并對移液精度產(chǎn)生不利影響。內(nèi)聚力和表面張力降低的液體以及表現(xiàn)出粘附力的液體通常會表現(xiàn)出更大的移液不準(zhǔn)確性。許多添加劑會顯著降低水性液體中的氫鍵，并可能對移液準(zhǔn)確性產(chǎn)生不利影響。這些添加劑包括醇類和其他水溶性有機物、表面活性劑、脂肪酸和乙二醇。

揮發(fā)性有機液體
與水性液體相比，有機液體的表面張力通常較低，也可能具有揮發(fā)性。揮發(fā)性有機液體在普通室溫下具有較高的蒸汽壓。這種高蒸汽壓是由于沸點較低，導(dǎo)致大量分子從液體中蒸發(fā)并進入周圍空氣，從而產(chǎn)生其特有的“有機”氣味。有機分子排入封閉系統(tǒng)（例如吸頭液柱頂部與移液器內(nèi)活塞之間的空氣空間）通常會導(dǎo)致壓力增加。
這種壓力增加，加上表面張力減小和粘度降低，通常會導(dǎo)致?lián)]發(fā)性有機液體從移液器吸頭末端滴落。由于轉(zhuǎn)移的液體體積現(xiàn)在與移液器上的預(yù)設(shè)體積大不相同，因此液體損失導(dǎo)致移液精度顯著下降。應(yīng)該注意的是，在處理高揮發(fā)性或高蒸汽壓的液體時，不建議使用這兩種空氣置換移液技術(shù)。在這種情況下，空氣置換移液器的重現(xiàn)性可能會較差。

4 移液器選項
手動單通道移液器
緊湊且無處不在的單通道移液器可以說是任何生命科學(xué)設(shè)施中最常用的儀器。盡管新技術(shù)和技巧促進了突破性發(fā)現(xiàn)，但單通道移液器始終是必需的。此外，現(xiàn)代移液器的設(shè)計和尺寸原理基本保持不變（現(xiàn)代移液器發(fā)明于 1957 年），并經(jīng)受住了最新的測定開發(fā)趨勢。生命科學(xué)中很少有儀器如此多功能。生命科學(xué)的幾乎每個分支都使用單通道移液器 - 從基礎(chǔ)研究到生物技術(shù)、分子生物學(xué)、基因組學(xué)、基因治療和免疫治療的最新趨勢 - 并且與任何測定格式和容器兼容，從單個比色皿、小瓶和離心管到培養(yǎng)皿、燒瓶和多孔板格式（最多 384 孔微孔板）。單通道移液器非常適合使用單個試管且體積通常較小的實驗工作，例如 siRNA 轉(zhuǎn)染，或用于細胞培養(yǎng)或蛋白質(zhì)印跡等技術(shù)。

電子單通道移液器
電子移液器自 20 世紀(jì) 80 年代中期開始面世。在電子空氣置換移液器中，抽吸和分配由微處理器控制，并通過按下扳機啟動，而不是用拇指按下或釋放柱塞按鈕。大多數(shù)用戶會發(fā)現(xiàn)使用電子移液器可以實現(xiàn)更一致的樣品拾取和分配，提高準(zhǔn)確性和可重復(fù)性，并且?guī)缀跸擞脩糁g的差異?，F(xiàn)代電子移液器應(yīng)該操作簡單，具有良好的用戶界面和彩色屏幕。這些移液器用途廣泛，可準(zhǔn)確執(zhí)行以下復(fù)雜任務(wù)：

• 重復(fù)分配
• 控制滴定
• 連續(xù)稀釋
• 從精細樣品中抽吸液體
• 測量未知樣品體積
  使用電子移液器，可以輕松編程活塞的重復(fù)運動以混合尖端內(nèi)的兩種溶液。帶有抽吸和分配速度控制的電子移液器可用于移取各種液體。最快的速度最適合移取水性樣品，而較慢的速度則適用于粘稠、起泡或剪切敏感的樣品電子單通道移液器使分析準(zhǔn)備工作變得高效而簡單，并簡化了長時間重復(fù)的移液工作（例如，在細胞的藥物處理過程中）。