Ievads

Mūsdienu zinātniskajos pētījumos un eksperimentālajā analīzē paraugu savākšanas telpa ir pirmais solis datu ticamības nodrošināšanā. Un šajā procesā paraugu savākšanas flakoni kā galvenais paraugu uzglabāšanas un transportēšanas nesējs, to izvēle un izmantošana ir tieši saistīta ar parauga integritāti un stabilitāti, kā arī turpmākās analīzes precizitāti.

Paraugu savākšanas flakoni tiek plaši izmantoti daudzās jomāsDažādi flakonu veidi tiek rūpīgi diferencēti pēc materiāla, struktūras, piedevām un aizbāžņiem dažādiem paraugiem ar atšķirīgām fizikāli ķīmiskajām īpašībām, analītiskajām vajadzībām un uzglabāšanas apstākļiem.

Paraugu savākšanas flakonu pamatklasifikācija

Dažādiem paraugu veidiem ir atšķirīgas prasības attiecībā uz paraugu savākšanas flakoniem savākšanas un uzglabāšanas laikā. Tāpēc paraugu savākšanas flakonu pamatklasifikācijas izpratne palīdzēs eksperimentētājiem izdarīt vispiemērotāko izvēli atbilstoši faktiskajām vajadzībām. Kopumā paraugu mēģenes var iedalīt kategorijās pēc materiāla, blīvēšanas metodes un izmēriem, piemēram, šķīdinātāja un strukturālās morfoloģijas.

1. Klasifikācija pēc materiāla: stikls pret plastmasu

• Stikla paraugu mēģenesParasti izgatavots no augsta borosilikāta stikla ar labu ķīmisko inerci un termisko stabilitāti, piemērots lielākajai daļai organisko šķīdinātāju un augstas temperatūras apstrādes scenārijiem. Īpaši augstas precizitātes analīzē vai viegli adsorbējamu savienojumu savākšanā stikla flakoni var efektīvi novērst parauga degradāciju vai piesārņojumu.
• Plastmasas paraugu savākšanas flakoniIzplatītākie materiāli ir polipropilēns, polietilēns, polikarbonāts utt. Tie ir triecienizturīgāki un vieglāki, un ir piemēroti kriogēnai sasaldēšanai, bioloģisko paraugu savākšanai un ikdienas klīniskajām pārbaudēm. Daži no augstas klases plastmasas flakoniem ir arī izturīgi pret noteiktu ķīmisku koroziju.

2. Klasifikācija pēc blīvēšanas metodes: skrūvveida, bajonetes, blīvslēga tipa

• Ieskrūvējama tipaVisizplatītākais veids, viegli atverams un noslēdzams, piemērots lielākajai daļai vispārējo laboratorijas vajadzību. Skrūvējamo portu vāciņi parasti tiek savienoti pārī ar PTFE/silikona blīvēm, lai nodrošinātu blīvējumu un ķīmisko saderību.
• Bajonetes tipaĀtri aizverams ar klikšķi, piemērots ātrai darbībai vai gadījumiem, kad nepieciešama bieža atvēršana, galvenokārt izmanto automatizētās platformās vai noteiktos standartizētos testēšanas procesos.
• Dziedzera tipsNoslēgts ar metāla vāciņu un blīvslēgu, vishermētiskākais, parasti izmanto gāzu hromatogrāfijā un citos eksperimentos, kuros nepieciešama augsta gaistamības kontrole. Piemērots ilgstošai uzglabāšanai un transportēšanai, īpaši plaši izmanto vides paraugu testēšanā.

3. Klasifikācija pēc tilpuma un formas: standarta, miniatūra, koniska dibena utt.

• Standarta flakoniParastie tilpumi ir 1,5 ml, 2 ml un 5 ml, kas ir piemēroti lielākās daļas šķidro paraugu savākšanai un analīzei. Forma pārsvarā ir cilindriska, ko ir viegli uztvert ar automatizētu aprīkojumu.
• Mikro flakoniAr tilpumu 0,2–0,5 ml, parasti izmanto ļoti maziem paraugu izmēriem vai augstas caurlaidības eksperimentāliem modeļiem. Piemērots mikro paraugu ņemšanas sistēmām.
• Konusveida dibena flakoniFlakona apakšdaļa ir veidota konusa formā, kas ir ērti parauga koncentrēšanai, centrbēdzes darbībai un aspirācijai bez atlikumiem, ko parasti izmanto olbaltumvielu/nukleīnskābju ekstrakcijas eksperimentos.
• Flakoni ar plakanu/apaļu dibenuPlakanie dibeni ir piemēroti automātiskās paraugu ņemšanas iekārtām, savukārt apaļie dibeni ir piemērotāki manuālai darbībai vai virpuļmaisīšanas scenārijiem.

Pielietojums bioloģiskajos paraugos (piemēram, asins paraugi)

Kā viens no visizplatītākajiem un pamata bioloģiskajiem paraugiem, asinis tiek plaši izmantotas dažādās jomās, tostarp klīniskajā diagnostikā, ģenētiskajā testēšanā un proteomikas pētījumos. Tā sarežģītā sastāva un spēcīgās bioloģiskās aktivitātes dēļ prasības savākšanas traukiem ir īpaši stingras. Dažādiem pielietojumiem izmantotie paraugu savākšanas flakoni atšķiras pēc piedevām, materiāliem un konstrukcijas, kas tieši ietekmē paraugu kvalitāti un turpmākās analīzes precizitāti.

1. Vide un lietošanas mērķis

• Klīniskā medicīniskā pārbaudeRegulārām asins analīzēm, bioķīmijai, elektrolītu, hormonu līmeņa pārbaudēm utt. jābūt ātrām, efektīvām, jāizvairās no hemolīzes un piesārņojuma.
• Molekulārās bioloģijas pētījumipiemēram, RNS sekvencēšana, pilna genoma sekvencēšana (WGS), kvantitatīvā PĶR u. c., kam nepieciešamas augstākas prasības attiecībā uz nukleīnskābju integritāti un paraugu saglabāšanas apstākļiem.
• Olbaltumvielu un metabolomikas analīze: bažas rada proteāzes aktivitātes inhibīcija, šķīdinātāju saderība, stabilitāte pēc atkārtotas sasaldēšanas un atkausēšanas.

2. Biežākie paraugu savākšanas flakonu veidi un konfigurācijas

• Satur antikoagulantu flakonusEDTA mēģenes tiek plaši izmantotas hematoloģiskajos testos un nukleīnskābju ekstrakcijā, kas var efektīvi kavēt koagulācijas procesu un aizsargāt šūnu morfoloģiju; heparīna mēģenes ir piemērotas plazmas analīzei, piemērotas noteiktiem ķīmiskiem testiem (piemēram, asins gāzu analīzei), bet traucē noteiktas PCR reakcijas; un nātrija citrāta mēģenes galvenokārt izmanto koagulācijas funkcijas testēšanai.
• Tīras asins savākšanas mēģenes bez piedevām: izmanto seruma testēšanai, piemēram, darba kavējumu veikšanai, nieru darbības pārbaudei, imunoloģiskajiem testiem utt. Pēc tam, kad asinis ir dabiski sarecējušas, serumu atdala ar centrifugēšanu, lai izvairītos no ķīmisku piedevu ietekmes uz eksperimentālo reakciju.
• Specializētas kriokonservācijas ampulasIzgatavots no augstas stiprības PP materiāla, kas spēj izturēt īpaši zemu temperatūru (-80 ℃ līdz šķidrā slāpekļa videi). Parasti izmanto plazmas, seruma, šūnu komponentu u.c. ilgstošai uzglabāšanai, plaši izmanto bioloģisko paraugu bankās un ilgtermiņa novērošanas pētījumos.

3. Atruna

• Materiālu ietekme uz parauga stabilitātiPlastmasas flakoni var adsorbēt olbaltumvielas vai nukleīnskābes, tāpēc ir nepieciešams izmantot materiālus ar zemu adsorbcijas spēju vai apstrādāt virsmu. Stikla flakoni ir stabili, bet nav piemēroti visiem sasaldēšanas apstākļiem. Laboratorijas tehniķiem ir jāpieņem lēmums, pamatojoties uz parauga raksturu un eksperimenta vajadzībām.
• Marķēšanas un izsekojamības sistēmas nozīmeEksperimenta laikā paraugi viegli sajaucas marķēšanas, nepilnīgas informācijas un citu problēmu dēļ, kas nopietni ietekmē datu ticamību. Visā paraugu pārvaldības procesā ieteicams izmantot lāzerdrukātas etiķetes, saldētavā uzglabājamas izturīgas uzlīmes vai elektroniskas izsekošanas sistēmas (piemēram, RFID, svītrkodu).

Asins paraugu saglabāšanai un apstrādei ir izšķiroša nozīme eksperimentu rezultātos, un atbilstoši paraugu savākšanas flakoni ne tikai maksimāli palielina paraugu aktivitātes un integritātes saglabāšanu, bet arī ir priekšnoteikums augstas kvalitātes pētījumiem. Attīstoties precīzās medicīnas un augstas caurlaidspējas tehnoloģijām, pieprasījums pēc bioloģisko paraugu savākšanas flakoniem kļūst arvien šķidrāks un rafinētāks.

Ķīmiskā analīze un laboratorijas paraugi

Analītiskajā ķīmijā, zāļu atklāšanā, pārtikas nekaitīguma testēšanā un citos laboratorijas darbos paraugu savākšanas flakoni ir ne tikai uzglabāšanas konteineri, bet arī ļoti sinerģiski analītiskā procesa komponenti ar instrumentu. Īpaši šķidruma hromatogrāfijā, gāzu hromatogrāfijā un citās augstas precizitātes testēšanas metodēs flakonu izvēle ir tieši saistīta ar analīzes reproducējamību un precizitāti, kā arī ar instrumenta stabilu darbību.

1. Flakonu pielietojums šķidruma hromatogrāfijā un gāzu hromatogrāfijas analīzē

• HPLC flakoniIr nepieciešama lieliska ķīmiskā stabilitāte, lai novērstu parauga šķīduma reakciju vai adsorbciju pie flakona sienas. Parasti tiek izmantoti 2 ml stikla flakoni ar skrūvējamu vāciņu un PTFE/silikona blīvējuma vāciņiem, kas ir izturīgi pret organiskajiem šķīdinātājiem un nodrošina hermētisku blīvējumu. Gaismjutīgiem paraugiem ir pieejamas brūnas pudeles.
• GC flakoniTā kā GC analīze ir ļoti atkarīga no parauga gaistamības, flakoniem jābūt cieši noslēgtiem, un tie bieži ir izgatavoti no stikla flakoniem ar spiediena vāciņiem; turklāt, lai novērstu gaistošo komponentu zudumu, bieži tiek izmantotas iepriekš perforētas blīves, lai noslēgtu ar alumīnija vāciņiem.
• Lietojumi ar nelieliem paraugu apjomiemAugstas caurlaidības skrīningam un mikroelementu noteikšanai var izmantot 0,3–0,5 ml mikromēģenes ar kanulām, lai samazinātu parauga zudumus.

2. Automātiskās izlases sistēmas lielums un saderības prasības

Mūsdienu laboratorijas parasti izmanto automātiskos paraugu ņemšanas ierīces, lai uzlabotu noteikšanas efektivitāti un konsekvenci, un tiek ierosināti vienoti standarti flakonu specifikācijām un formām:

• Kopīgas specifikācijas2 ml standarta kalibrs (ārējais diametrs 12 mm * augstums 32 mm) ir galvenais cirkulācijas modelis, kas ir plaši saderīgs ar vairāku zīmolu automātiskās paraugu ņemšanas sistēmu.
• Flakona izskata prasībasPudeles atverei jābūt plakanai, pudeles korpusam jābūt izturīgam pret mehānisko berzi, lai nodrošinātu mehāniskās sviras nostiprināšanas stabilitāti.
• Specializēta paplātes pielāgošanaDažu zīmolu sistēmām ir nepieciešama īpaša apakšējās daļas struktūra (plakans dibens, noapaļots dibens vai ar rievām), lai pielāgotos flakona paplātei.

3. Īpaši materiāli un funkcionāls dizains

Lai garantētu sarežģītu paraugu analītisko precizitāti, laboratorijas bieži izmanto speciāli izstrādātas flakonus:

• Inerts borsilikāta stiklsTas ir vēlamais flakona materiāls HPLC/GC hromatogrāfijām, pateicoties tā augstajai ķīmiskajai izturībai un tīrībai, novēršot reakciju vai adsorbciju ar parauga pēdām.
• PTFE blīves vāciņšAugsta izturība pret šķīdinātāja koroziju, atkārtojama caurduršana, piemērota automātiskās paraugu ņemšanas adatu darbībai, novēršot parauga piesārņojumu un noplūdi.
• Silanizācijas apstrādes pudele: virsma ir apstrādāta ar īpašu pārklājumu, lai samazinātu polāro molekulu adsorbciju, ko parasti izmanto mikroelementu analīzē.

Izvēloties pareizos materiālus, konstrukciju un specifikācijas, ķīmiskajā analīzē izmantotie flakoni ne tikai uzlabo noteikšanas efektivitāti un instrumentu saderību, bet arī veicina paraugu datu konsekvenci un ticamību. Īpaši mikroelementu analīzē un automatizētos procesos pareiza flakonu sistēmu konfigurācija ir kļuvusi par vienu no galvenajām detaļām, lai garantētu testa kvalitāti.

Ampuliņu izvēle vides paraugu kolekcijā

Vides paraugu vākšana aptver plašu vidi, piemēram, ūdeni, augsni un atmosfēru, un paraugiem ir sarežģīts sastāvs un tie var atrasties ekstremālos apstākļos (piemēram, ļoti kodīgi, ļoti gaistoši, ar niecīgiem piesārņotājiem utt.). Lai nodrošinātu savākto datu ticamību un ievērotu normatīvās prasības, ir ļoti svarīgi izvēlēties atbilstošus flakonus paraugu ņemšanai.

1. Lietojumprogrammu scenāriji

• Ūdens paraugiBaokou virszemes ūdeņi, gruntsūdeņi, rūpnieciskie notekūdeņi utt., ko parasti izmanto smago metālu, organisko piesārņotāju, barības vielu sāļu utt. noteikšanai.
• Augsnes ekstrakts: šķidri paraugi, kas iegūti ar ķīmisku ekstrakciju un satur pesticīdu atliekas, smagos metālus vai organiskos savienojumus.
• Gaisa daļiņu savākšanas šķidrumsdaļiņu paraugi, ko izmanto eluēšanai no filtra membrānām vai burbuļus absorbējošiem šķidrumiem.

2. Galvenās prasības paraugu ņemšanas flakoniem

• Spēcīga blīvēšanaIzvairīties no parauga iztvaikošanas, noplūdes vai mitruma absorbcijas transportēšanas vai uzglabāšanas laikā, īpaši svarīgi GOS noteikšanai.
• Laba izturība pret korozijuParaugi var saturēt stipras skābes, sārmus vai organiskos šķīdinātājus, tāpēc jāizmanto stikls ar augstu borosilikāta saturu vai pudeles, kas izgatavotas no īpašas plastmasas.
• Inerts dizainsFlakona iekšējai sienai jānovērš piesārņotāju adsorbcija vai reakcija ar parauga komponentiem, un dažām analīzēm ir nepieciešams izmantot silanizētas vai iepriekš mazgātas pudeles.
• Atbilstība paraugu ņemšanas noteikumiemVisu veidu vides monitoringa programmas parasti vada valsts vai starptautiskie standarti, piemēram, ASV Vides aizsardzības aģentūra, Ķīnas vides kvalitātes standarti virszemes ūdeņiem utt., un flakoni ir jāizvēlas atbilstoši to paraugu ņemšanas prasībām.

Nepareizi izvēlēti flakoni var radīt tādas problēmas kā mērķa vielu degradācija, piesārņotāju adsorbcija un neobjektīvi tukšie paraugi, kas var ietekmēt testa rezultātu precizitāti vai pat izraisīt datu anulēšanu. Tāpēc zinātniska un pamatota paraugu flakonu izvēle vides monitoringā ir saistīta ne tikai ar analīzes kvalitāti, bet arī ar atbilstību prasībām un zinātnisku vides lēmumu pieņemšanu.

Flakonu izvēles ceļvedis: kā izvēlēties, pamatojoties uz parauga veidu un analītiskajām vajadzībām

Saskaroties ar lielu paraugu savākšanas flakonu daudzveidību, eksperimentālistiem bieži rodas problēma, kā izdarīt efektīvu un zinātnisku izvēli praktiskajā darbā.

1. Parauga īpašības nosaka sākotnējā materiāla strukturālo izvēli

• Paša parauga īpašībasJa paraugs ir ļoti gaistošs, priekšroka dodama stikla pudelei ar lielisku blīvēšanas vāciņu un PTFE blīvi, lai maksimāli samazinātu komponentu zudumus. Saskaroties ar spēcīgiem kodīgiem paraugiem, jāizmanto ķīmiski izturīgas borsilikāta stikla pudeles vai jāizmanto augsta blīvuma polietilēns, fluorēta plastmasa un citi īpaši materiāli, kas pazīstami kā pudeles. Turklāt bioloģiski aktīviem paraugiem, kas bagāti ar nukleīnskābēm, olbaltumvielām vai mikroorganismiem, jāizmanto fermentu nesaturoši, aseptiski apstrādāti flakoni, un priekšroka dodama zemas adsorbcijas vai inertiem materiāliem, lai izvairītos no parauga degradācijas vai nespecifiskas adsorbcijas.
• Analītiskās iekārtas veids un saderībaIzmantotajai automātiskās paraugu ņemšanas sistēmai ir jānodrošina, lai izmantotā flakona izmērs, pudeles atveres precizitāte, blīves biezums utt. atbilstu instrumenta ražotāja standarta specifikācijām. Parasti tiek izmantota standartizēta 2 ml stikla pudele ar skrūvējamu vāciņu, lai nodrošinātu injekcijas adatas vienmērīgu izvilkšanu un izvairītos no adatas aizsprostošanās vai noplūdes. Manuālai paraugu ņemšanai vai izsniegšanai priekšroka dodama elastīgākam flakona tipam.
• Parauga uzglabāšanas apstākļiParauga uzglabāšanas apstākļi tieši ietekmē flakona materiāla izvēli un aizbāžņa struktūru. Lielākā daļa stikla vai polipropilēna flakonu ir piemēroti paraugiem, kurus parasti īslaicīgi uzglabā ledusskapī. Ja paraugi jāuzglabā zemā temperatūrā (-20 ℃ vai -80 ℃), jāizmanto īpašas saldēšanas caurules, kas izgatavotas no zemai temperatūrai izturīga PP un aprīkotas ar pretnoplūdes O veida gredzena blīvējuma struktūru. Ja paraugi ilgstoši tiek uzglabāti šķidrā slāpeklī, jāizmanto speciāli šķidrā slāpekļa klases flakoni, un jāizmanto iekšējie vītņoti vāciņi vai vāciņi, kas jānostiprina blīvēšanai, lai novērstu flakonu sasalšanu un plīšanu. Turklāt gaismjutīgiem materiāliem jāizmanto arī brūni vai necaurspīdīgi flakoni vai jāaprīko ar gaismas necaurlaidīgām uzglabāšanas ierīcēm.
• Izmaksu un eksperimenta lieluma līdzsvarsAugstas caurlaidspējas eksperimentiem vai mācību laboratorijām var izvēlēties pieejamas plastmasas flakonus, lai samazinātu patēriņa izmaksas. Precīzām analīzēm vai augstas vērtības paraugu apstrādei galvenā uzmanība jāpievērš pudeļu tīrībai, materiāla inertumam un blīvēšanas veiktspējai, kas var palīdzēt nodrošināt datu precizitāti pat ar nedaudz augstākām izmaksām. Turklāt, veidojot paraugu bibliotēkas vai pārvaldot ilgtermiņa projektus, ir svarīgi dot priekšroku augstas kvalitātes flakoniem, kas ir ar svītrkodu, izturīgi pret saldēšanu un piesārņojumu, lai uzlabotu paraugu izsekošanas un datu pārvaldības efektivitāti.

Kopumā parauga flakons, lai arī mazs, ir svarīga saikne starp eksperimenta dizainu, parauga kvalitāti un analītiskajiem rezultātiem. Sistemātiski ņemot vērā parauga īpašības, eksperimentālo aprīkojumu, uzglabāšanas metodes un budžeta apjomu, eksperimentālais siltuma avots var zinātniskāk izvēlēties vispiemērotāko paraugu savākšanas flakonu, liekot stabilu pamatu visam pētījuma procesam.

Nākotnes tendences un inovatīvi virzieni

Attīstoties zinātniskās pētniecības automatizācijai un zaļā eksperimenta koncepcijai, paraugu savākšanas flakoni attīstās, lai neatpaliktu no smieklīgajiem un vides aizsardzības standartiem.

No vienas puses, augstas caurlaidspējas laboratorijām ir pieaugošas prasības attiecībā uz paraugu apstrādes ātrumu un blīvumu, mudinot flakonus pakāpeniski virzīties uz miniaturizāciju un modularizāciju. Mikroizmēra flakoni kļūst par plaši izplatītiem, un, izmantojot tos automatizētās sistēmās, tie ne tikai ietaupa vietu un reaģentus, bet arī uzlabo darbības efektivitāti, pielāgojoties mūsdienu eksperimentu prasībām pēc ātruma un precizitātes.

No otras puses, nozares uzmanības centrā ir kļuvusi arī videi draudzīgu materiālu pētniecība un izstrāde. Lai samazinātu vienreizlietojamās plastmasas radīto ietekmi uz vidi, arvien vairāk flakonu ražošanā tiek izmantoti bioloģiski noārdāmi vai bioloģiskas izcelsmes materiāli. Vienlaikus iepakojuma un ražošanas process tiek vienkāršots un videi draudzīgāks, ievērojot ilgtspējīgas laboratoriju būvniecības tendences.

Nākotnē flakoni būs ne tikai palīgmateriāli, bet arī svarīga laboratoriju inteliģentas un ilgtspējīgas attīstības sastāvdaļa.