Introducere

În cercetarea științifică modernă și în analiza experimentală, camera de recoltare a probelor este primul pas pentru a asigura fiabilitatea datelor. Și în acest proces, flacoanele de recoltare a probelor, ca suport cheie pentru depozitarea și transportul probelor, selecția și utilizarea lor sunt direct legate de integritatea și stabilitatea probei și de acuratețea analizei ulterioare.

Flacoanele de colectare a probelor sunt utilizate pe scară largă în multe domeniiDiferitele tipuri de flacoane sunt diferențiate cu atenție în ceea ce privește materialul, structura, aditivii și sistemul de închidere, pentru diferite probe cu proprietăți fizico-chimice, nevoi analitice și condiții de depozitare diferite.

Clasificarea de bază a flacoanelor de colectare a probelor

Diferite tipuri de probe au cerințe diferite pentru flacoanele de colectare a probelor în timpul colectării și depozitării. Prin urmare, înțelegerea clasificării de bază a flacoanelor de colectare a probelor îi va ajuta pe experimentatori să facă alegerea cea mai potrivită în funcție de nevoile reale. În general, tuburile de probă pot fi clasificate în funcție de material, metoda de etanșare și dimensiuni, cum ar fi solventul și morfologia structurală.

1. Clasificare după material: sticlă vs. plastic

• Tuburi de probă din sticlăDe obicei, sunt fabricate din sticlă borosilicată cu conținut ridicat de borosilicat, cu o bună inerție chimică și stabilitate termică, fiind potrivite pentru majoritatea solvenților organici și pentru scenariile de procesare la temperaturi ridicate. În special în analizele de înaltă precizie sau în colectarea compușilor ușor adsorbiți, flacoanele de sticlă pot evita eficient degradarea sau contaminarea probelor.
• Flacoane de colectare a probelor din plasticMaterialele comune includ polipropilena, polietilena, policarbonatul etc. Acestea sunt mai rezistente la impact și mai ușoare și sunt potrivite pentru congelarea criogenică, colectarea de probe biologice și testele clinice de rutină. Unele dintre flacoanele din plastic de înaltă calitate sunt, de asemenea, rezistente la un anumit grad de coroziune chimică.

2. Clasificare după metoda de etanșare: șurub, baionetă, tip garnitură de etanșare

• Tip cu înșurubare: cel mai comun tip, ușor de deschis și sigilat, potrivit pentru majoritatea nevoilor generale de laborator. Capacele cu orificiu filetat sunt de obicei asociate cu garnituri din PTFE/silicon pentru a asigura etanșarea și compatibilitatea chimică.
• Tip baionetăÎnchidere rapidă cu o clică, potrivită pentru operare rapidă sau ocazii care necesită deschidere frecventă, utilizată mai ales în platforme automate sau anumite procese de testare standardizate.
• Tipul glandeiEtanșat cu capac și glandă metalică, cel mai etanș, utilizat în mod obișnuit în cromatografia gazoasă și alte experimente care necesită un control ridicat al volatilității. Potrivit pentru depozitare și transport pe termen lung, utilizat în special pe scară largă în testarea probelor de mediu.

3. Clasificare după volum și formă: standard, miniatură, fund conic etc.

• Flacoane standardVolumele comune sunt de 1,5 ml, 2 ml și 5 ml, fiind potrivite pentru colectarea și analiza majorității probelor lichide. Forma este în mare parte cilindrică, ușor de observat cu ajutorul echipamentelor automate.
• Microfiolecu un volum de 0,2 ml - 0,5 ml, utilizat în mod obișnuit pentru dimensiuni foarte mici ale probelor sau pentru modele experimentale cu randament ridicat. Potrivit pentru sisteme de micro-eșantionare.
• Flacoane cu fund conicFundul flaconului este proiectat în formă de con, ceea ce este convenabil pentru concentrarea probei, funcționarea centrifugală și aspirarea fără reziduuri, utilizat în mod obișnuit în experimentele de extracție a proteinelor/acizilor nucleici.
• Flacoane cu fund plat/fund rotundFundurile plate sunt potrivite pentru echipamentele de autoeșantionare, în timp ce fundurile rotunde sunt mai potrivite pentru operarea manuală sau scenariile de amestecare vortex.

Aplicații în probe biologice (de exemplu, probe de sânge)

Fiind una dintre cele mai comune și de bază probe biologice, sângele este utilizat pe scară largă într-o varietate de domenii, inclusiv diagnostic clinic, testare genetică și cercetare proteomică. Datorită compoziției sale complexe și a activității biologice puternice, cerințele pentru recipientele de colectare sunt deosebit de stricte. Flacoanele de colectare a probelor utilizate pentru diferite aplicații sunt diferite în ceea ce privește aditivii, materialele și designul structural, ceea ce afectează direct calitatea probelor și acuratețea analizelor ulterioare.

1. Mediul și scopul utilizării

• Testarea medicală clinică: pentru analize de sânge, biochimie, electroliți, testarea nivelului hormonal etc., trebuie să fie rapide, eficiente, evitând hemoliza și contaminarea.
• Cercetare în biologie moleculară: cum ar fi RNA-seq, secvențierea întregului genom (WGS), qPCR etc., care necesită cerințe mai ridicate pentru integritatea acidului nucleic și condițiile de conservare a probelor.
• Analiza proteinelor și metabolomică: preocupat de inhibarea activității proteazei, compatibilitatea cu solventul, stabilitatea după congelare și decongelare repetate.

2. Tipuri și configurații comune ale flacoanelor de colectare a probelor

• Conținând flacoane anticoagulanteTuburile cu EDTA sunt utilizate pe scară largă în testele hematologice și în extracția acizilor nucleici, putând inhiba eficient procesul de coagulare și protejând morfologia celulară; tuburile cu heparină sunt potrivite pentru analiza plasmei, fiind potrivite pentru anumite teste chimice (de exemplu, analiza gazelor sanguine), dar interferează cu anumite reacții PCR; iar tuburile cu citrat de sodiu sunt utilizate în principal pentru testarea funcției de coagulare.
• Tuburi de recoltare a sângelui pur, fără aditivi: utilizat pentru testarea serului, cum ar fi recuperarea rezultatelor lucrului, funcția renală, testele imunologice etc. După ce sângele este coagulat natural, serul este separat prin centrifugare pentru a evita ca aditivii chimici să interfereze cu reacția experimentală.
• Flacoane specializate pentru crioconservareFabricat din material PP de înaltă rezistență, capabil să reziste la temperaturi ultra-scăzute (-80℃ până la mediu cu azot lichid). Utilizat în mod obișnuit pentru conservarea pe termen lung a plasmei, serului, componentelor celulare etc., utilizat pe scară largă în băncile de probe biologice și în studiile de urmărire pe termen lung.

3. Avertisment

• Influența materialelor asupra stabilității probeiFiolele de plastic pot adsorbi proteine ​​sau acizi nucleici, necesitând utilizarea de materiale cu adsorbție redusă sau tratarea suprafeței. Fiolele de sticlă sunt stabile, dar nu sunt potrivite pentru toate condițiile de congelare. Tehnicienii de laborator trebuie să își facă o opinie bazată pe natura probei și pe nevoile experimentului.
• Importanța sistemului de etichetări și trasabilitateÎn timpul experimentului, probele se pot confunda ușor din cauza etichetării, informațiilor incomplete și a altor probleme, ceea ce afectează serios fiabilitatea datelor. Se recomandă utilizarea etichetelor imprimate cu laser, a autocolantelor durabile pentru depozitarea în stare congelată sau a sistemelor electronice de urmărire (cum ar fi RFID, coduri de bare) pentru întregul proces de gestionare a probelor.

Conservarea și manipularea probelor de sânge joacă un rol decisiv în rezultatele experimentelor, iar flacoanele adecvate pentru colectarea probelor nu numai că maximizează conservarea activității și integrității probei, dar sunt și o condiție prealabilă pentru cercetarea de înaltă calitate. Odată cu dezvoltarea medicinei de precizie și a tehnologiei de randament ridicat, cererea de flacoane pentru colectarea probelor biologice devine din ce în ce mai lichefiată și rafinată.

Analiză chimică și probe de laborator

În chimia analitică, descoperirea medicamentelor, testarea siguranței alimentare și alte lucrări de laborator, flacoanele de colectare a probelor nu sunt doar recipiente de depozitare, ci și componente extrem de sinergice ale procesului analitic cu instrumentul. În special în cromatografia lichidă, cromatografia gazoasă și alte tehnici de testare de înaltă precizie, selecția flacoanelor este direct legată de reproductibilitatea și acuratețea analizei și de funcționarea stabilă a instrumentului.

1. Aplicarea flacoanelor în analiza cromatografiei lichide și a cromatografiei gazoase

• Flacoane HPLCEste necesară o stabilitate chimică excelentă pentru a preveni reacția sau adsorbția soluției de probă pe peretele flaconului. De obicei, se utilizează flacoane din sticlă cu dop filetat de 2 ml, cu capace cu garnitură din PTFE/silicon, care sunt rezistente la solvenți organici și mențin o etanșare etanșă. Pentru probele fotosensibile, sunt disponibile sticle maro.
• Flacoane GCDeoarece analiza GC depinde în mare măsură de volatilitatea probei, flacoanele trebuie să fie etanșate ermetic și sunt adesea fabricate din flacoane de sticlă cu capace de presiune; în plus, pentru a preveni pierderea componentelor volatile, garniturile pre-perforate sunt adesea utilizate pentru etanșarea cu capace de aluminiu.
• Aplicații cu volume mici de probăPentru screening-ul cu randament ridicat și detectarea componentelor în urme, se pot utiliza microfiole de 0,3 ml-0,5 ml cu canule pentru a minimiza pierderea de probă.

2. Dimensiunea sistemului de autoeșantionare și cerințele de compatibilitate

Laboratoarele moderne utilizează în mod obișnuit autosamplere pentru a îmbunătăți eficiența și consecvența detectării, fiind propuse standarde uniforme pentru specificațiile și formele flacoanelor:

• Specificații comuneCalibrul standard de 2 ml (diametru exterior 12 mm * înălțime 32 mm) este modelul principal de circulație, compatibil pe scară largă cu sistemele de eșantionare automată multi-marcă.
• Cerințe privind aspectul flaconuluiGura sticlei trebuie să fie plată, corpul sticlei trebuie să fie rezistent la frecare mecanică, pentru a asigura stabilitatea prinderii brațului mecanic.
• Adaptare specializată a tăviiUnele mărci de sisteme necesită o structură specifică a fundului (fund plat, fund rotunjit sau cu caneluri) pentru a se adapta la tava pentru flacoane.

3. Materiale speciale și design funcțional

Pentru a garanta acuratețea analitică a probelor complexe, laboratoarele utilizează adesea flacoane special concepute:

• Sticlă borosilicată inertăEste materialul preferat pentru fiole pentru HPLC/GC datorită rezistenței sale chimice ridicate și curățeniei, evitând reacția sau adsorbția cu urme de componente din probă.
• Capac de etanșare PTFERezistență ridicată la coroziune cu solvent, perforare repetată, potrivit pentru funcționarea acului de prelevare automată de probe, evitând contaminarea și scurgerile probei.
• Sticlă de tratament cu silanizareSuprafața este tratată cu un strat special pentru a reduce adsorbția moleculelor polare, utilizat în mod obișnuit în analiza urmelor.

Prin alegerea materialelor, construcției și specificațiilor potrivite, flacoanele utilizate în analiza chimică nu numai că îmbunătățesc eficiența detecției și compatibilitatea instrumentelor, dar contribuie și la consecvența și fiabilitatea datelor din probe. În special în analiza urmelor și în procesele automate, configurarea corectă a sistemelor de flacoane a devenit unul dintre detaliile esențiale pentru a garanta calitatea testului.

Selecția flacoanelor în colectarea probelor de mediu

Colectarea probelor de mediu acoperă o gamă largă de medii, cum ar fi apa, solul și atmosfera, iar probele au compoziții complexe și pot fi în condiții extreme (de exemplu, foarte corozive, foarte volatile, urme de contaminanți etc.). Pentru a asigura fiabilitatea datelor colectate și pentru a respecta cerințele de reglementare, este esențial să se selecteze flacoanele adecvate pentru colectarea probelor.

1. Scenarii de aplicare

• Probe de apăApa de suprafață din Baokou, apele subterane, apele uzate industriale etc., utilizate în mod obișnuit pentru detectarea metalelor grele, a poluanților organici, a sărurilor nutritive etc.
• Extract de sol: probe lichide obținute prin extracție chimică, conținând reziduuri de pesticide, metale grele sau compuși organici.
• Lichid de colectare a particulelor din aer: probe de particule utilizate pentru eluția din membranele filtrante sau din lichidele care absorb bule.

2. Cerințe cheie pentru flacoanele de prelevare a probelor

• Etanșare puternicăEvitați volatilizarea probei, scurgerile sau absorbția de umiditate în timpul transportului sau depozitării, acest lucru fiind deosebit de important pentru detectarea COV-urilor.
• Rezistență bună la coroziuneProbele pot conține acizi puternici, alcali sau solvenți organici, care necesită utilizarea de sticlă cu conținut ridicat de borosilicat sau de sticle fabricate din materiale plastice speciale.
• Design inertPeretele interior al flaconului trebuie să evite adsorbția contaminanților sau reacția cu componentele probei, iar unele analize necesită utilizarea unor sticle care au fost silanizate sau pre-spălate.
• Respectarea reglementărilor privind eșantionareaToate tipurile de programe de monitorizare a mediului sunt de obicei ghidate de standarde naționale sau internaționale, cum ar fi EPA din SUA, Standardele de calitate a mediului pentru apele de suprafață din China etc., iar flacoanele trebuie selectate pentru a îndeplini cerințele de eșantionare.

Flacoanele selectate necorespunzător pot cauza probleme precum degradarea substanțelor țintă, adsorbția poluanților și blank-uri distorsionate, care pot afecta acuratețea rezultatelor testelor sau chiar pot duce la anularea datelor. Prin urmare, selecția științifică și rezonabilă a flacoanelor de probă în monitorizarea mediului nu este legată doar de calitatea analizei, ci și de conformitate și de luarea deciziilor științifice de mediu.

Ghid de selecție a flacoanelor: Cum să alegeți în funcție de tipul de probă și de nevoile analitice

Confruntându-se cu o mare varietate de flacoane pentru colectarea probelor, cum să facă o alegere eficientă și științifică în munca practică este o problemă comună pentru experimentatori.

1. Proprietățile eșantionului determină alegerea structurală a materialului preliminar

• Proprietățile eșantionului în sineDacă proba este foarte volatilă, se preferă o sticlă de sticlă cu un capac de etanșare excelent și o garnitură din PTFE pentru a maximiza pierderea componentelor. În cazul probelor puternic corozive, ar trebui să utilizați sticle din sticlă borosilicată rezistente la substanțe chimice sau să utilizați polietilenă de înaltă densitate, materiale plastice fluorurate și alte materiale speciale cunoscute sub numele de sticlă. În plus, pentru probele biologic active bogate în acizi nucleici, proteine ​​sau microorganisme, trebuie utilizate fiole fără enzime, tratate aseptic, și sunt preferate materiale cu adsorbție redusă sau inerte pentru a evita degradarea probei sau adsorbția nespecifică.
• Tipul și compatibilitatea echipamentelor analiticeSistemul de eșantionare automată utilizat trebuie să asigure că dimensiunea flaconului utilizat, precizia orificiului flaconului, grosimea garniturii etc. sunt în conformitate cu specificațiile standard ale producătorului instrumentului. De obicei, se utilizează un flacon de sticlă standardizat cu dop filetat de 2 ml pentru a asigura extragerea uniformă a acului de injectare și pentru a evita blocarea sau scurgerile acului. Pentru prelevarea sau distribuirea manuală de probe, se preferă un tip de flacon mai flexibil.
• Condiții de depozitare a probelorCondițiile de depozitare a probei afectează în mod direct alegerea materialului și structura de închidere a flaconului. Majoritatea flacoanelor din sticlă sau polipropilenă sunt adecvate pentru probele care sunt în general refrigerate pentru perioade scurte de timp. Dacă probele trebuie depozitate la temperaturi scăzute (-20℃ sau -80℃), trebuie utilizate tuburi speciale de congelare, fabricate din PP rezistent la temperaturi scăzute și echipate cu o structură de etanșare cu inel O anti-scurgere. Dacă probele sunt depozitate în azot lichid pentru o perioadă lungă de timp, trebuie utilizate flacoane speciale pentru azot lichid și trebuie utilizate capace cu filet interior sau capace întărite pentru etanșare, pentru a preveni înghețarea și spargerea flacoanelor. În plus, pentru materialele fotosensibile, trebuie utilizate și flacoane maro sau opace sau echipate cu dispozitive de depozitare rezistente la lumină.
• Echilibrul dintre cost și dimensiunea experimentuluiPentru experimente cu randament ridicat sau laboratoare didactice, se pot alege flacoane din plastic accesibile pentru a reduce costurile de consum. Pentru analize de precizie sau manipularea probelor de mare valoare, accentul ar trebui pus pe curățenia sticlelor, inerția materialelor și performanța de etanșare, ceea ce poate ajuta la asigurarea acurateței datelor chiar și la un cost puțin mai mare. În plus, atunci când se construiesc biblioteci de probe sau se gestionează proiecte pe termen lung, este important să se acorde prioritate flacoanelor de înaltă calitate, cu coduri de bare, rezistente la congelare și la contaminare, pentru a îmbunătăți eficiența urmăririi probelor și a gestionării datelor.

Luate împreună, fiola de probă, deși mică, reprezintă o legătură importantă între designul experimental, calitatea probei și rezultatele analitice. Prin luarea în considerare sistematică a caracteristicilor probei, a echipamentului experimental, a metodelor de depozitare și a bugetului, sursa de căldură experimentală poate selecta mai științific cea mai potrivită fiolă de colectare a probei, punând o bază solidă pentru întregul proces de cercetare.

Tendințe viitoare și direcții inovatoare

Odată cu dezvoltarea automatizării cercetării științifice și a conceptului de experiment ecologic, flacoanele de colectare a probelor evoluează în direcția de a ține pasul cu umorul și protecția mediului.

Pe de o parte, laboratoarele cu randament ridicat au cerințe tot mai mari privind viteza și densitatea de procesare a probelor, ceea ce determină evoluția treptată a flacoanelor către miniaturizare și modularizare. Flacoanele de dimensiuni micro devin omniprezente, iar atunci când sunt utilizate cu sisteme automate, acestea nu numai că economisesc spațiu și reactivi, dar sporesc și eficiența operațională, adaptându-se la cerințele experimentelor moderne de viteză și precizie.

Pe de altă parte, cercetarea și dezvoltarea de materiale ecologice a devenit, de asemenea, un punct central al industriei. Pentru a reduce povara asupra mediului cauzată de materialele plastice de unică folosință, tot mai multe flacoane adoptă materiale biodegradabile sau pe bază de bio. În același timp, procesul de ambalare și producție tinde să fie simplificat și ecologic, în conformitate cu tendința construcției de laboratoare sustenabile.

În viitor, flacoanele nu vor fi doar consumabile, ci și o parte cheie a dezvoltării inteligente și durabile a laboratoarelor.