Tubulação de Precisão: Aumentando a Precisão em Sistemas de Dispensação de Líquidos

Onde Resultados São Tão Precisos Quanto a Quantidade de Amostra Dispensada

Da ciência de alimentos e OGMs controversos ao desenvolvimento farmacêutico e pesquisa médica, aos testes de rotina que fazem parte de um check-up anual, sistemas de dispensação de líquidos desempenham uma parte crítica, embora largely invisível, na vida cotidiana.

Isso porque muitas tarefas de biotecnologia e laboratório começam movendo amostras de fluido entre recipientes e dispensando uma quantidade precisa sobre ou em um meio de teste. Isso é verdade seja a tarefa um experimento de sequenciamento genético ou teste de anticorpos, ou uma análise cotidiana de sangue ou urina.

No ambiente típico de grande escala onde esses processos são realizados — como um hospital testando 600 pacientes ou um laboratório examinando 10.000 amostras — sistemas de dispensação de fluidos são, bem, indispensáveis. Eles realizam uma tarefa que seria tediosa, demorada, mais cara e mais sujeita a erro humano se realizada manualmente para aplicações de tão grande escala.

Os sistemas de dispensação de fluidos usados em laboratórios de diagnóstico, biotecnologia e pesquisa frequentemente dependem de tubulação muito pequena para dosar minúsculas quantidades de líquido em alta vazão. Esses tubos podem ter um diâmetro interno (DI) tão pequeno quanto 50 mícrons ou até 100 mícrons — isso é próximo do tamanho de um único fio de cabelo humano.

E as características da tubulação de precisão podem fazer ou quebrar o processo.

Quais são alguns problemas a considerar ao usar sistemas de dispensação de líquidos?

Sempre que você está usando sistemas de dispensação de líquidos, a principal preocupação é saber a quantidade exata de líquido sendo dispensada. Existem muitas razões pelas quais isso é crucial, incluindo:

• A necessidade de realizar um grande número de testes com um tamanho de amostra finito. Por exemplo, você pode precisar usar sangue retirado de um paciente para realizar dezenas de procedimentos de triagem — e não quer ter que voltar e retirar mais sangue para completar os testes.
• A necessidade de saber quanto de outro líquido (como um reagente) deve ser adicionado à amostra dispensada para realizar uma análise. Isso porque a quantidade de interação na amostra é frequentemente uma função da quantidade de outro líquido.
• O alto custo dos reagentes usados para realizar análises. Isso significa que você quer usar a quantidade mínima necessária para alcançar resultados mensuráveis.
• A sensibilidade aprimorada das máquinas que realizam as análises. Como essas máquinas agora podem usar quantidades menores tanto da amostra quanto do meio de teste, os sistemas de dispensação de fluidos precisam ser mais precisos.

Naturalmente, uma ampla gama de variáveis pode impactar a precisão dos sistemas de dispensação de fluidos usados em biotecnologia e automação de laboratório, incluindo a escolha do instrumento e a metodologia específica usada.

Mas em sistemas que utilizam tubulação pequena para dispensar um líquido, a precisão da própria tubulação desempenha um papel vital em ajudar a garantir que os sistemas de dispensação sejam precisos e os resultados sejam válidos.

Qual é o papel da tubulação de precisão em sistemas de dispensação de fluidos?

Anteriormente limitados pela incapacidade dos fabricantes de tubulação de atingir tolerâncias apertadas — mesmo que a tubulação pudesse ser cortada precisamente, as tolerâncias do DI variavam demais — os projetistas costumavam confiar no mecanismo de bombeamento para tentar garantir a precisão dos sistemas de dispensação de líquidos.

Em outras palavras, se as tolerâncias do DI da tubulação fossem maiores que as tolerâncias necessárias para alcançar um resultado válido, as tolerâncias mais apertadas teriam que ser alcançadas apesar das limitações da tubulação.

No entanto, com a precisão aprimorada e tolerâncias mais apertadas do corte de tubos atual, os sistemas de dispensação de líquidos agora dependem da combinação de bombeamento e tubos cortados no comprimento preciso para desempenho confiável.

Vantagens da tubulação de precisão

Para evitar problemas de precisão em sistemas de dispensação de líquidos, pode ajudar ter tubulação que:

• Seja cortada no comprimento correto e estirada para os diâmetros interno e externo desejados
• Tenha um DI limpo, sem rebarbas e um corte final adequado

Por exemplo, à medida que os tamanhos de amostra diminuíram, o destino das amostras também diminuiu. Placas de poços que costumavam ter 16 pontos para depositar amostras agora têm na faixa de 1.500 aberturas muito pequenas na superfície da placa.

Isso significa que a tubulação em sistemas de dispensação de líquidos precisa ser reta, cortada limpa e adequadamente acabada em sua extremidade — por exemplo, reta, angular ou arredondada, dependendo do que está sendo testado — para que os tubos se alinhem precisamente com os poços minúsculos na placa de teste.

Efeitos da tubulação de precisão no risco de contaminação por carryover

A precisão da tubulação em sistemas de dispensação de fluidos também pode impactar fenômenos como wicking e o chamado problema da última gota:

• Wicking ocorre quando parte da amostra líquida sobe pela parte externa do tubo em vez de ser dispensada no destino adequado.
• O problema da última gota é onde uma minúscula gota de amostra líquida se prende à extremidade de um tubo de dispensação e permanece lá.

Tanto wicking quanto a "última gota" podem levar a contaminação por carryover na próxima amostra de teste.

Embora o carryover comumente aceito de 4 partes por bilhão seja certamente alcançável, torna-se mais desafiador em hospitais e outros ambientes de laboratório onde um grande número de testes está sendo realizado. Aqui, o equipamento deve ser lavado eficientemente enquanto também mantém a produtividade e custo-efetividade do laboratório.

Ter o corte final adequado na tubulação (ex: reto, angular ou arredondado) pode ajudar a eliminar wicking e o problema da última gota, reduzindo as chances de contaminação por carryover em sistemas de dispensação de líquidos. Ter tubulação com DI limpo e sem rebarbas também:

• Torna a limpeza mais eficaz
• Reduz a rugosidade da superfície do DI que pode reter contaminantes

Não estamos dividindo cabelos!

Com sistemas de dispensação de líquidos que utilizam tubulação quase tão pequena quanto um fio de cabelo, é um eufemismo dizer que a precisão importa. Então, não estamos dividindo cabelos quando dizemos que você quer o comprimento do tubo, DI, diâmetro externo (DE) e corte final todos o mais precisos possível, para ajudar a garantir que a quantidade de amostra dispensada também será tão precisa quanto possível.

Leia a parte 2 para uma análise mais detalhada do DI da tubulação e outras variáveis que podem impactar a precisão dos sistemas de dispensação de líquidos. Ou para explorar diferentes opções de corte de precisão para sua tubulação metálica ou outras necessidades de peças metálicas, baixe nosso guia gratuito, Choose with Confidence: Comparing 2-Axis Precision Cutting Methods.