Integrare la pompa giusta nel vostro sistema di gestione dei liquidi

Brandoch Cook, PhD, è uno scrittore scientifico freelance. Può essere raggiunto all'indirizzo: [email protected].

La gestione automatizzata dei liquidi è indispensabile per i flussi di lavoro biomedici. Richiedono tecnologie in evoluzione come il sequenziamento di nuova generazione, la citometria a flusso e la risonanza plasmonica di superficie. La capacità di trasferire ampi intervalli di volumi e incorporare liquidi con proprietà chimiche e fisiche disparate ottenendo allo stesso tempo ripetizione, precisione e riproducibilità. Le mani umane non possono avvicinarsi a tale precisione o consistenza, rendendo il manipolatore di liquidi essenziale per il laboratorio moderno.

Le pompe a siringa, tuttavia, sono le più versatili e vengono comunemente utilizzate come componenti OEM nei sistemi di gestione dei liquidi.

Quando si considera l'acquisto di un nuovo sistema di gestione dei liquidi, l'acquirente spesso vede una macchina completamente integrata e senza interruzioni. Tuttavia, oltre alla scatola con finestre e al braccio del robot, i componenti che ne costituiscono l'interno (pompe, valvole, raccordi, tubi) sono spesso forniti da più produttori diversi e assemblati come un prodotto OEM (Original Equipment Manufacturer). Le potenziali incompatibilità tra questi componenti fanno sì che spetti agli acquirenti valutare le loro esigenze e trovare le parti giuste per le loro applicazioni. Quello che segue è una breve introduzione sulla scelta del cavallo di battaglia del gestore di liquidi: la pompa.

Poiché il liquido è incomprimibile, molte pompe utilizzano lo spostamento positivo per spostarlo. Ciò consente alle portate di rimanere costanti indipendentemente dalle fluttuazioni della pressione del sistema, della tensione superficiale, della viscosità del liquido e dell'umidità esterna. Poiché gli operatori possono eseguire ciclicamente migliaia di distribuzioni di liquidi di piccolo volume al giorno, molte pompe utilizzano motori micro-passo che completano piccoli angoli di rotazione parziali ad ogni passo, erogando continuamente fluidi su scala nanometrica centinaia di volte per giro completo.

Le pompe a siringa, a pistone e peristaltiche possono tutte soddisfare queste condizioni. Le pompe a siringa, tuttavia, sono le più versatili e vengono comunemente utilizzate come componenti OEM nei sistemi di gestione dei liquidi. Ciò è dovuto alla loro capacità di gestire più fonti di iniezione di liquidi o a pressione positiva all'interno di un unico flusso di lavoro, mantenendo velocità di flusso riproducibili e costanti. Questi parametri si adattano bene a flussi di lavoro di precisione e di piccolo volume per microfluidica, citometria a flusso e cromatografia.

Una pompa a pistone è spesso un'opzione migliore per i flussi di lavoro a liquido singolo in cui il materiale di costruzione della pompa può essere adattato in modo ottimale alla salinità, all'acidità e/o alla causticità del liquido. Questi vincoli possono riguardare meglio i flussi di lavoro che sono anch'essi a portata costante ma con minore variabilità, come perfusioni, microdialisi e alcuni schermi ad alto rendimento.

Oltre a considerare la tecnologia delle pompe, gli acquirenti dovrebbero anche valutare i dettagli dei flussi di lavoro previsti per scegliere i migliori materiali per la costruzione delle pompe.

Una pompa peristaltica funziona in modo simile alla digestione fisiologica. Queste pompe utilizzano rulli per comprimere ciclicamente i tubi flessibili e consentire il flusso del liquido al momento del rilascio, proprio come gli esseri umani deglutiscono. Il liquido entra in contatto solo con l'interno del tubo, eliminando i problemi di compatibilità con valvole, o-ring e altri connettori. Tuttavia, il requisito che i tubi elastomerici rimangano flessibili per milioni di cicli limita la scelta di materiali accettabili per tubi e di fluidi chimicamente compatibili. Separatamente, le pompe a membrana o a diaframma possono erogare rapidamente centinaia di millilitri di liquidi sfusi al minuto attraverso punte fisse, rendendole più adatte per applicazioni di adescamento e lavaggio delle piastre preparatorie o successive a flussi di lavoro sperimentali.

Oltre a considerare la tecnologia delle pompe, gli acquirenti dovrebbero anche valutare i dettagli dei flussi di lavoro previsti per scegliere i migliori materiali per la costruzione delle pompe. Ciò si estende oltre le proprietà chimiche dei liquidi, alle loro formulazioni specifiche, alle molarità, ai solventi in cui le sostanze chimiche sono disciolte e alle condizioni operative, comprese le temperature e le pressioni alle quali verranno erogate o aspirate. Tutti questi fattori influenzeranno la funzione, l'efficienza e la durata delle pompe e delle relative valvole e raccordi ausiliari. Ad esempio, la ceramica può assorbire i detergenti a temperature elevate meglio dell’acciaio inossidabile, mentre la quantità extra di molibdeno nell’acciaio inossidabile 316 conferisce una migliore resistenza all’elevata salinità rispetto all’acciaio inossidabile 304. Un buon punto di partenza per il processo di scoperta è una guida alla compatibilità chimica.