سمپلر, مقالات

سمپلر آزمایشگاهی چیست؟

سمپلر آزمایشگاهی
5 (100%) 1 vote[s]

ء

سمپلر آزمایشگاهی یکی از مهمترین و پُرکاربردترین تجهیزات در آزمایشگاه محسوب می‌شود که به‌منظور حجم‌برداری از نمونه‌های مایع و انتقال آن‌ها به ظرف مورد نظر، به کار می‌رود. سمپلرهای آزمایشگاهی در انواع و اقسام مختلفی ساخته می‌شوند که هرکدام از آن‌ها ویژگی‌های خاص خود را دارند و برای شرایط‌ مختلفی مناسب هستند.

استفاده‌ی صحیح و درست از یک سمپلر، تاثیر بسزایی در دقت نتایج آزمایش‌ها دارد و جزو مهارت‌هایی است که هر پرسنل آزمایشگاهی باید به آن مسلط باشد.

در این مقاله قصد داریم تا شما را با این تجهیز آشنا کرده و تمامی نکات مهم مربوط به آن را به شما معرفی نماییم. در ادامه با ما همراه باشید.

انواع سمپلر آزمایشگاهی

سمپلرهای آزمایشگاهی، در انواع مختلفی ساخته می‌شوند و هرکدام ویژگی‌ها و کاربردهای مخصوص به خود را دارند. به‌طورکلی سمپلرها در ۲ نوع سمپلر آزمایشگاهی حجم ثابت و سمپلر آزمایشگاهی حجم متغیر ساخته می‌شوند. با استفاده از سمپلرهای حجم ثابت تنها میتوان حجم معین و از پیش‌ تعیین ‌شده‌ای را جابه‌جا نمود و امکان تنظیم و تغییر حجم نمونه‌برداری شده، وجود ندارد. به عنوان مثال چنانچه از یک سمپلر حجم ثابت ۵۰ میکرولیتری به‌منظور حجم‌برداری از یک مایع استفاده شود، تنها میتوان به میزان ۵۰ میکرولیتر از نمونه حجم‌برداری کرد و امکان برداشت مقدار کمتر و یا بیشتر از ۵۰ میکرولیتر میسر نمی‌باشد. اما در سمپلرهای حجم متغییر، امکان تنظیم و تغییر حجم نمونه‌برداری شده وجود دارد و می‌توان بنابر نیاز، حجم سمپلر را تغییر داد. نکته‌ای که باید مورد توجه قرار گیرد، آن است که سمپلرهای حجم متغییر دارای حجم مینیمم و ماکزیمم هستند و کاربر تنها در این رنج می‌تواند از نمونه حجم‌برداری نماید.

مزیت مهم سمپلرهای حجم ثابت نسبت به سمپلرهای حجم متغیر، آن است که تعداد قطعات درگیر در این مدل از سمپلرها، کمتر از سمپلرهای حجم متغیر است و این مساله باعث می‌شود تا سرویس و کالیبراسیون آن آسان‌تر باشد.

در دسته‌بندی دیگری، سمپلرهای آزمایشگاهی را میتوان به سمپلر آزمایشگاهی تک‌کاناله و سمپلر آزمایشگاهی چندکاناله[۱] تقسیم‌بندی کرد. در کارهای متداول و معمول آزمایشگاهی، از سمپلر تک کاناله برای نمونه‌برداری از مایعات استفاده می‌شود. اما در مواردی که نیاز است تا از یک نمونه به صورت مکرر حجم‌‍‌برداری صورت گیرد، به‌منظور سهولت در کار و سرعت بیشتر، از سمپلرهای چند کاناله استفاده می‌شود.

در نهایت سمپلرهای آزمایشگاهی را میتوان به ۲ دسته‌ی سمپلرهای مکانیکی و سمپلرهای الکترونیکی تقسیم‌بندی نمود. در سمپلرهای مکانیکی، به‌منظور حجم‌برداری از مایعات و یا تخلیه‌ی نمونه‌ی حجم‌برداری شده، نیاز است تا کاربر در طول مراحل حجم‌برداری، دکمه‌ی حجم‌برداری را به صورت دستی کنترل نماید که این کار خود نیازمند مهارت و تجربه است و باید نکات مختلفی رعایت شوند. اما در سمپلرهای الکترونیکی، مکش و تخلیه‌ی نمونه بر اساس تنظیمات دستگاه و به صورت یکنواخت صورت می‌گیرد و کاربر نقش کمتری در مراحل آن ایفا می‌کند.

نکته‌ای که باید در نظر داشته باشید، آن است که گرچه حجم‌برداری با استفاده از یک سمپلر آزمایشگاهی الکترونیکی به صورت راحت‌تری انجام می‌شود، اما این نوع از سمپلرها دارای معایبی نیز هستند. به عنوان مثال سمپلرهای الکترونیکی نسبت به سمپلرهای مکانیکی از وزن بیشتری برخوردار هستند که این مورد در طولانی مدت باعث خستگی دست کاربر می‌شود. همچنین علاوه‌بر قیمت بیشتر، هزینه‌ی تعمیرات و نگهداری آن‌ها نیز نسبت به یک سمپلر مکانیکی بیشتر است.

اصول عملکرد سمپلرهای آزمایشگاهی

اصول عملکرد یک سمپلر آزمایشگاهی
تصویر شماتیک از یک سمپلر جا به جایی هوا و یک سمپلر جا به جایی مثبت

سمپلرهای آزمایشگاهی به لحاظ اصول عملکرد، به ۲ دسته‌ی سمپلر جابه‌جایی هوا[۲] و سمپلر جابه‌جایی مثبت[۳] تقسیم می‌شوند که هرکدام ویژگی‌های مخصوص به خود را دارند و برای کار در شرایط خاصی مناسب هستند.

مایعات و نمونه‌های موجود در آزمایشگاه، هر کدام دارای خواص فیزیکی و شیمیایی متفاوتی می‌باشند و با توجه به ماهیت نمونه‌ای که قصد حجم‌برداری از آن را دارید، می‌بایست نسبت به انتخاب سمپلر آزمایشگاهی جا‌به‌جایی مثبت و یا سمپلر آزمایشگاهی جابه‌جایی هوا، اقدام نمایید. در ادامه به‌طور خلاصه شما را به سمپلرهای جا‌به‌جایی هوا و جا‌به‌جایی مثبت آشنا خواهیم کرد و ویژگی‌های آن‌ها را شرح خواهیم داد.

سمپلر آزمایشگاهی جا‌به‌جایی هوا

سمپلرهای جا‌به‌جایی هوا جزو متداول‌ترین و پُرکاربردترین انواع سمپلر در آزمایشگاه‌ها محسوب می‌شوند و به‌منظور حجم‌برداری از محلول‌های آبی، ایده‌آل هستند. مکانیزم عملکرد این نوع از سمپلرها به گونه‌ای است که پیستون هرگز در تماس مستقیم با نمونه قرار نمی‌گیرد و همواره میان نمونه‌ی حجم‌برداری شده با پیستون، مقداری هوا وجود دارد.

نقطه ضعف این نوع از سمپلرها، در حجم‌برداری از مایعات ویسکوز و یا دارای چگالی بالا است و هرچه مایع حجم‌برداری شده دارای چگالی بیشتری باشد، خطای اندازه‌گیری در این نوع از سمپلرها بیشتر است. همچنین چنانچه نکات مربوط به حجم‌برداری رعایت نشود، امکان آلوده شدن قطعات داخلی این نوع از سمپلرها وجود دارد.

سمپلر آزمایشگاهی جا‌به‌جایی مثبت

سمپلرهای جا‌به‌جایی مثبت، برای حجم‌برداری از نمونه‌های ویسکوز، چگال، فرار، رادیواکتیو و نمونه‌های خورنده مناسب هستند.

در این نوع از سمپلرها، پیستون بخشی از نوک سمپلر بوده و برخلاف سمپلرهای جابه‌جایی هوا، میان نمونه و پیستون هیچگونه فاصله‌ای وجود ندارد و پیستون با نمونه در تماس مستقیم قرار دارد. این ویژگی باعث می‌شود تا دقت این نوع از سمپلرها در حجم‌برداری از مایعات ویسکوز و چگال، بیشتر از دقت سمپلرهای جا‌به‌جایی هوا باشد.

البته باید توجه داشت که به علت آن‌که در سمپلرهای جابه‌جایی مثبت، پیستون بخشی از نوک سمپلر است، هزینه‌ی حجم‌برداری با این نوع از سمپلرها، بیشتر از سمپلرهای جا‌به‌جایی هوا است.

معیارهای ارزیابی عمکلرد یک سمپلر آزمایشگاهی

معیارهای ارزیابی عمکلرد یک سمپلر آزمایشگاهی
از راست به چپ: الف) سمپلر از دقت و درستی ضعیفی برخوردار است. ب) سمپلر از درستی مناسبی برخوردار است اما از دقت ضعیفی بهره میبرد. ج) سمپلر دارای دقت مناسبی است اما از درستی ضعیفی برخوردار است. د) سمپلر از دقت و درستی مناسبی برخوردار است.

همان‌طور که پیش‌تر نیز گفته شد، سمپلر یکی از مهمترین و پرکاربردترین تجهیزات آزمایشگاهی به شمار می‌آید و میزان خطای یک سمپلر، می‌تواند به صورت مستقیم بر روی نتایج آزمایش‌ها تاثیر داشته باشد. اما به‌منظور ارزیابی عملکرد یک سمپلر و میزان خطای آن، از چه معیارهایی میتوان استفاده کرد؟

به‌طور کلی ۲ معیار دقت[۴] و درستی[۵] از جمله مهمترین معیارهایی هستند که به‌منظور ارزیابی عملکرد یک سمپلر آزمایشگاهی به کار می‌روند.

معیار دقت بدان معنا است که در یک نمونه‌برداری مکرر (به طور مثال ۱۰ بار حجم‌برداری از یک مایع در شرایط یکسان)، مقدار حجم‌برداری شده توسط سمپلر، به چه میزان به یکدیگر نزدیک هستند (تصویر ۳).

معیار درستی نیز به معنای آن است که میانگین مقادیر حجم‌برداری شده توسط سمپلر آزمایشگاهی در یک حجم‌برداری مکرر، تا چه میزان به مقداری که قصد حجم‌برداری داریم، نزدیک می‌باشد (تصویر ۳).

نکته‌ی مهمی که باید در نظر گرفته شود، آن است که ۲ معیار دقت و درستی، معیارهای کیفی هستند اما به‌منظور بررسی دقیق‌تر عملکرد یک سمپلر آزمایشگاهی، نیاز است تا از معیارهای کمی (به صورت عدد) استفاده شود. به‌ همین منظور مفاهیم خطای سیستماتیک[۶] و خطای تصادفی[۷] تعریف شدند تا به ترتیب میزان درستی و دقت یک سمپلر آزمایشگاهی، به صورت کمی سنجیده شود.

به‌منظور آشنایی بیشتر با معیارهای دقت و درستی و همچنین نحوه‌ی محسابه‌ی خطاهای سیستماتیک و تصادفی سمپلر، مطالعه‌ی مقاله‌ی “معیارهای ارزیابی عملکرد سمپلر: آیا سمپلر شما از دقت و درستی مطلوبی برخوردار است؟” را به شما پیشنهاد می‌کنیم.

آزمون گرانشی، روشی برای کالیبراسیون سمپلرها

همان‌طور که توضیح داده شد، به‌منظور ارزیابی عملکرد سمپلرها، از معیارهای دقت و درستی استفاده می‌شود و همچنین به‌منظور تعیین مقدار خطای سمپلر در حجم‌برداری از نمونه‌ها، خطای سیستماتیک و خطای تصادفی سمپلر محاسبه می‌گردد.

اما چه زمان باید نسبت به کالیبراسیون یک سمپلر آزمایشگاهی اقدام کرد و میزان خطای قابل قبول چه مقدار است؟

حدود مجاز خطاهای سمپلر، توسط استانداردهای بین‌المللی و ملی مشخص شده است و چنانچه خطاهای سمپلر از این مقدار تجاوز نماید، باید کالیبره شود. اما به‌طورکلی و به‌منظور اطمینان از عمکلرد مناسب سمپلرها، پیشنهاد می‌شود تا حداقل یک مرتبه در سال، نسبت به کالیبراسیون سمپلر آزمایشگاهی، اقدام شود.

عموما برای کالیبراسیون یک سمپلر نیز، از آزمونی به نام آزمون گرانشی استفاده می‌شود که تنها باید در آزمایشگاه‌های مرجع و تحت شرایط کنترل شده و استانداری صورت بگیرد.

چنانچه نیاز به اطلاعات جامع‌تر و دقیق‌تری نسبت به حدود مجاز خطاهای سمپلر، آزمون گرانشی و روند کالیبراسیون یک سمپلر آزمایشگاهی دارید، به شما مطالعه‌ی مقاله‌ی “نقش آزمون گرانشی در کالیبراسیون سمپلر: آیا با نحوه‌ی کالیبراسیون سمپلر خود آشنایی دارد؟” را پیشنهاد می‌کنیم.

نحوه‌ی تمیزکردن و آلودگی‌زدایی از یک سمپلر آزمایشگاهی

نمونه‌ها و مایعات موجود در آزمایشگاه‌ها، عموما عفونی و بیماری‌زا هستند. حجم‌برداری از این مایعات خطرناک با استفاده از یک سمپلر آزمایشگاهی، علاوه‌بر آلودگی نوک سمپلر، باعث آلودگی بدنه‌ی خارجی سمپلر و حتی در بعضی از موارد باعث آلودگی اجزای داخلی سمپلر می‌شود. چنانچه به این موضوع توجه نشود و در زمان مناسب، نسبت به آلودگی‌زدایی از سمپلر با روش صحیح اقدام نگردد، نه تنها نتایج آزمایش‌ها با اشتباه روبرو می‌شود، بلکه ممکن است تا سلامت کاربر نیز با خطر مواجه شود.

یک سمپلر آزمایشگاهی، ممکن است به طُرُق مختلفی آلوده شود که اطلاع از آن‌ها یکی از الزامات کار در آزمایشگاه است. همچنین سمپلر ممکن است با عوامل گوناگونی آلوده شود که روش و روند آلودگی‌زدایی هر کدام از آن‌ها، با یکدیگر متفاوت است و آگاهی از آن‌ها در آلودگی‌زدایی صحیح از سمپلر، نقش حیاتی دارد.

 مطالعه‌ی مقاله‌ی “روش‌های مختلف آلودگی‌زدایی از سمپلر متناسب با نوع آلودگی” شما را با راه‌های انتقال آلودگی به سمپلرها آشنا کرده و اطلاعات کاملی را در رابطه با انواع روش‌های آلودگی‌زدایی از سمپلر به شما خواهد داد.

نکاتی در خصوص نگهداری صحیح از یک سمپلر

نحوه ی صحیح نوک سمپلر گذاری
  • پس از هر بار حجم‌برداری، سمپلر آزمایشگاهی خود را تمیز کنید.
  • هیچگاه در زمانی که داخل نوک سمپلر نمونه وجود دارد، سمپلر را وارونه نکنید و یا آن را به صورت افقی بر روی میز قرار ندهید. این کار باعث می‌شود که نمونه داخل سمپلر شده و اجزای داخلی آن را آلوده نماید.
  • همواره پس از کار با سمپلر، آن را به‌صورت عمودی بر روی پایه سمپلر قرار دهید.
  • سمپلر آزمایشگاهی را به‌صورت منظم و دوره‌ای کالیبره نمایید. توصیه می‌شود حداقل سالی ۱ بار کالیبراسیون سمپلر توسط آزمایشگاه‌های مرجع، صورت گیرد.
  • در زمان قراردادن نوک سمپلر، از واردکردن ضربه اجتناب کنید. این کار ممکن است باعث شکستگی یا کج شدن شفت سمپلر شود.

جمع‌بندی

سمپلر آزمایشگاهی، یکی از پُرکاربردترین تجهیزات آزمایشگاهی است که به‌منظور نمونه‌برداری از مایعات مختلف به کار می‌رود. استفاده‌ی صحیح از سمپلر و آگاهی از نکات حجم‌برداری، جزو مهارت‌های ضروری است که هر پرسنل آزمایشگاهی باید دارا باشد.

عملکرد دقیق و صحیح یک سمپلر آزمایشگاهی، نقش مهمی در صحّت و دقت نتایج آزمایش‌ها دارد و چنانچه خطاهای اندازه‌گیری یک سمپلر، بیش از حدود مجاز تعیین شده باشد، باید در اسرع وقت نسبت به کالیبراسیون آن اقدام کرد.

در این مقاله سعی کردیم تا معرفی جامعی از سمپلرهای آزمایشگاهی، انواع آن‌ها و سایر مسائل مربوط به سمپلر که دانستن آن‌ها برای پرسنل آزمایشگاهی، جزو ضروریات محسوب می‌شوند، داشته باشیم.

امیدوارم مطالب شرح داده شده در این مقاله، شما را در کار با سمپلر و نمونه‌برداری از مایعات، کمک کرده باشد.

شما از چه نوع سمپلری در آزمایشگاه خود استفاده می‌کنید؟ بزرگترین چالش‌ها و مشکلات شما در هنگام کار با سمپلر آزمایشگاهی چیست؟ نظرات و تجربیات خود را با دیگر خوانندگان ما در میان بگذارد.

واژه‌نامه

Positive displacement pipette [۳] Air-displacement pipette [۲] multichannel pipette [۱]
Systematic error [۶] Accuracy [۵] Precision [۴]
Random error [۷]