Pengenalan

Dalam penyelidikan saintifik moden dan analisis eksperimen, bilik pengumpulan sampel merupakan langkah pertama untuk memastikan kebolehpercayaan data. Dan dalam proses ini, botol pengumpulan sampel, sebagai pembawa utama untuk penyimpanan dan pengangkutan sampel, pemilihan dan penggunaannya secara langsung berkaitan dengan integriti dan kestabilan sampel serta ketepatan analisis seterusnya.

Botol pengumpulan sampel digunakan secara meluas dalam pelbagai bidangJenis-jenis vial yang berbeza dibezakan dengan teliti dari segi bahan, struktur, bahan tambahan dan penutupan untuk sampel yang berbeza dengan sifat fizikokimia, keperluan analitikal dan keadaan penyimpanan yang berbeza.

Pengelasan Asas Vial Pengumpulan Sampel

Jenis sampel yang berbeza mempunyai keperluan yang berbeza untuk vial pengumpulan sampel semasa pengumpulan dan penyimpanan. Oleh itu, memahami klasifikasi asas vial pengumpulan sampel akan membantu penguji membuat pilihan yang paling sesuai mengikut keperluan sebenar. Secara keseluruhan, tiub sampel boleh dikategorikan dari segi bahan, kaedah pengedap dan dimensi seperti pelarut dan morfologi struktur.

1. Pengelasan mengikut bahan: kaca vs. Plastik

• Tiub Sampel KacaBiasanya diperbuat daripada kaca borosilikat tinggi dengan ketiadaan kimia dan kestabilan terma yang baik, sesuai untuk kebanyakan pelarut organik dan senario pemprosesan suhu tinggi. Terutamanya dalam analisis ketepatan tinggi atau pengumpulan sebatian yang mudah diserap, botol kaca boleh mengelakkan degradasi atau pencemaran sampel dengan berkesan.
• Botol pengumpulan sampel plastikBahan-bahan biasa termasuk polipropilena, polietilena, polikarbonat, dan sebagainya. Ia lebih tahan hentaman dan ringan, serta sesuai untuk pembekuan kriogenik, pengumpulan sampel biologi dan ujian klinikal rutin. Sebahagian daripada botol plastik mewah juga tahan terhadap tahap kakisan kimia tertentu.

2. Pengelasan mengikut kaedah pengedap: skru, bayonet, jenis kelenjar

• Jenis skru masuk: jenis yang paling biasa, mudah dibuka dan ditutup, sesuai untuk kebanyakan keperluan makmal umum. Penutup lubang skru biasanya dipasangkan dengan gasket PTFE/silikon untuk memastikan keserasian pengedap dan kimia.
• Jenis bayonetDitutup dengan cepat, sesuai untuk operasi pantas atau majlis yang memerlukan pembukaan kerap, kebanyakannya digunakan dalam platform automatik atau proses ujian piawai tertentu.
• Jenis kelenjarDimeteraikan dengan penutup dan kelenjar logam, yang paling kedap udara, biasa digunakan dalam kromatografi gas dan eksperimen lain yang memerlukan kawalan volatiliti yang tinggi. Sesuai untuk penyimpanan dan pengangkutan jangka panjang, terutamanya digunakan secara meluas dalam ujian sampel persekitaran.

3. Pengelasan mengikut isipadu dan bentuk: standard, miniatur, bahagian bawah kon, dsb.

• Botol standardIsipadu biasa ialah 1.5 ml, 2 ml dan 5 ml, yang sesuai untuk pengumpulan dan analisis kebanyakan sampel cecair. Bentuknya kebanyakannya berbentuk silinder, yang mudah difahami oleh peralatan automatik.
• Botol mikro: dengan isipadu 0.2ml-0.5ml, biasanya digunakan untuk saiz sampel yang sangat kecil atau reka bentuk eksperimen daya pemprosesan yang tinggi. Sesuai untuk sistem pensampelan mikro.
• Botol berdasar konBahagian bawah vial direka bentuk dalam bentuk kon, yang sesuai untuk kepekatan sampel, operasi emparan dan aspirasi bebas residu, yang biasa digunakan dalam eksperimen pengekstrakan protein/asid nukleik.
• Botol bawah rata/bulatBahagian bawah rata sesuai untuk peralatan pensampelan automatik, manakala bahagian bawah bulat lebih sesuai untuk operasi manual atau senario pencampuran vorteks.

Aplikasi dalam Sampel Biologi (sampel darah sebagai contoh)

Sebagai salah satu sampel biologi yang paling biasa dan asas, darah digunakan secara meluas dalam pelbagai bidang, termasuk diagnosis klinikal, ujian genetik dan penyelidikan proteomik. Disebabkan komposisinya yang kompleks dan aktiviti biologi yang kuat, keperluan untuk bekas pengumpulan adalah sangat ketat. Vial pengumpulan sampel yang digunakan untuk aplikasi yang berbeza adalah berbeza dari segi bahan tambahan, bahan dan reka bentuk struktur, yang secara langsung mempengaruhi kualiti sampel dan ketepatan analisis seterusnya.

1. Persekitaran dan tujuan penggunaan

• Ujian perubatan klinikalUntuk ujian darah rutin, biokimia, elektrolit, ujian tahap hormon, dan sebagainya, perlu cepat, cekap, dan mengelakkan hemolisis dan pencemaran.
• Penyelidikan biologi molekulseperti RNA-seq, penjujukan genom keseluruhan (WGS), qPCR, dsb., yang memerlukan keperluan yang lebih tinggi untuk integriti asid nukleik dan keadaan pemeliharaan sampel.
• Analisis protein dan metabolomik: bimbang tentang perencatan aktiviti protease, keserasian pelarut, kestabilan selepas pembekuan dan pencairan berulang.

2. Jenis dan konfigurasi botol pengumpulan sampel biasa

• Mengandungi botol antikoagulanTiub EDTA digunakan secara meluas dalam ujian hematologi dan pengekstrakan asid nukleik, yang boleh menghalang proses pembekuan dan melindungi morfologi selular dengan berkesan; Tiub heparin sesuai untuk analisis plasma, sesuai untuk ujian kimia tertentu (contohnya, analisis gas darah), tetapi mengganggu tindak balas PCR tertentu; dan Tiub natrium sitrat kebanyakannya digunakan untuk ujian fungsi pembekuan.
• Tiub pengumpulan darah tulen tanpa bahan tambahan: digunakan untuk ujian serum, seperti mengejar kerja, fungsi buah pinggang, ujian imunologi, dsb. Selepas darah membeku secara semula jadi, serum diasingkan melalui sentrifugasi untuk mengelakkan bahan tambahan kimia mengganggu tindak balas eksperimen.
• Botol khusus untuk kriopengawetanDiperbuat daripada bahan PP berkekuatan tinggi, mampu menahan suhu ultra rendah (-80℃ hingga persekitaran nitrogen cecair). Lazimnya digunakan untuk pemeliharaan plasma, serum, komponen selular, dan sebagainya dalam jangka masa panjang, digunakan secara meluas dalam bank sampel biologi dan kajian susulan jangka panjang.

3. Kaveat

• Pengaruh bahan terhadap kestabilan sampelVial plastik mungkin menyerap protein atau asid nukleik, yang memerlukan penggunaan bahan penjerapan rendah atau rawatan permukaan. Vial kaca adalah stabil tetapi tidak sesuai untuk semua keadaan pembekuan. Juruteknik makmal perlu membuat penilaian berdasarkan sifat sampel dan keperluan eksperimen.
• Kepentingan sistem pelabelan dan kebolehkesananSemasa eksperimen, sampel mudah dikelirukan disebabkan oleh pelabelan, maklumat yang tidak lengkap dan masalah lain, yang menjejaskan kebolehpercayaan data dengan serius. Adalah disyorkan untuk menggunakan label bercetak laser, pelekat tahan lama yang disimpan beku atau sistem penjejakan elektronik (seperti RFID, kod bar) untuk keseluruhan proses pengurusan sampel.

Pemeliharaan dan pengendalian sampel darah memainkan peranan penting dalam keputusan eksperimen, dan vial pengumpulan sampel yang sesuai bukan sahaja memaksimumkan pemeliharaan aktiviti dan integriti sampel, tetapi juga merupakan prasyarat untuk penyelidikan berkualiti tinggi. Dengan perkembangan perubatan ketepatan dan teknologi daya pemprosesan yang tinggi, permintaan untuk vial pengumpulan sampel biologi semakin cair dan halus.

Analisis Kimia dan Sampel Makmal

Dalam kimia analitik, penemuan ubat, ujian keselamatan makanan dan kerja makmal lain, vial pengumpulan sampel bukan sahaja merupakan bekas penyimpanan, tetapi juga komponen yang sangat sinergistik dalam proses analisis dengan instrumen. Terutamanya dalam kromatografi cecair, kromatografi gas dan teknik ujian ketepatan tinggi yang lain, pemilihan vial secara langsung berkaitan dengan kebolehulangan dan ketepatan analisis serta operasi instrumen yang stabil.

1. Penggunaan vial dalam kromatografi cecair dan analisis kromatografi gas

• Botol HPLCKestabilan kimia yang sangat baik diperlukan untuk mengelakkan larutan sampel daripada bertindak balas atau terserap pada dinding vial. Biasanya vial kaca berskru 2 ml dengan penutup gasket PTFE/silikon digunakan, yang tahan terhadap pelarut organik dan mengekalkan kedap udara yang ketat. Untuk sampel fotosensitif, botol coklat disediakan.
• Botol GCOleh kerana analisis GC sangat bergantung pada volatiliti sampel, vial perlu ditutup rapat dan selalunya diperbuat daripada vial kaca dengan penutup tekanan; di samping itu, untuk mengelakkan kehilangan komponen meruap, gasket pra-tebuk sering digunakan untuk menutup dengan penutup aluminium.
• Aplikasi dengan jumlah sampel yang kecilUntuk penyaringan daya pemprosesan yang tinggi dan pengesanan komponen surih, mikrovial 0.3 ml-0.5 ml boleh digunakan dengan kanula untuk meminimumkan kehilangan sampel.

2. Keperluan saiz dan keserasian sistem pensampelan automatik

Makmal moden biasanya menggunakan autosampler untuk meningkatkan kecekapan dan konsistensi pengesanan, dan piawaian seragam dicadangkan untuk spesifikasi dan bentuk vial:

• Spesifikasi biasaKaliber standard 2ml (OD 12mm * Tinggi 32mm) ialah model edaran utama, yang serasi secara meluas dengan sistem pensampelan automatik berbilang jenama.
• Keperluan penampilan botolMulut botol perlu rata, badan botol perlu tahan terhadap geseran mekanikal, untuk memastikan kestabilan pengapit lengan mekanikal.
• Adaptasi Dulang KhususSesetengah jenama sistem memerlukan struktur bawah tertentu (bahagian bawah rata, bahagian bawah bulat atau dengan alur) untuk menyesuaikan diri dengan dulang botol.

3. Bahan khas dan reka bentuk berfungsi

Untuk menjamin ketepatan analisis sampel kompleks, makmal sering menggunakan vial yang direka khas:

• Kaca borosilikat lengaiIa merupakan bahan vial pilihan untuk HPLC/GC kerana rintangan kimia dan kebersihannya yang tinggi, sekali gus mengelakkan tindak balas atau penjerapan dengan komponen surih dalam sampel.
• Penutup gasket PTFE: rintangan kakisan pelarut yang tinggi, tusukan boleh diulang, sesuai untuk operasi jarum pensampelan automatik, mengelakkan pencemaran dan kebocoran sampel.
• Botol rawatan silanisasi: permukaan dirawat dengan salutan khas untuk mengurangkan penjerapan molekul polar, yang biasa digunakan dalam analisis surih.

Dengan memilih bahan, pembinaan dan spesifikasi yang betul, vial dalam analisis kimia bukan sahaja meningkatkan kecekapan pengesanan dan keserasian instrumen, tetapi juga menyumbang kepada konsistensi dan kebolehpercayaan data sampel. Terutamanya dalam analisis surih dan proses automatik, konfigurasi sistem vial yang betul telah menjadi salah satu butiran teras untuk menjamin kualiti ujian.

Pemilihan Vial dalam Koleksi Sampel Alam Sekitar

Pengumpulan sampel persekitaran merangkumi pelbagai media, seperti air, tanah dan atmosfera, dan sampel mempunyai komposisi yang kompleks dan mungkin berada di bawah keadaan yang melampau (contohnya, sangat menghakis, sangat meruap, bahan cemar surih, dll.). Untuk memastikan kebolehpercayaan data yang dikumpul dan mematuhi keperluan kawal selia, adalah penting untuk memilih botol yang sesuai untuk pengumpulan sampel.

1. Senario aplikasi

• Sampel airAir permukaan Baokou, air bawah tanah, air sisa industri, dan sebagainya, biasa digunakan untuk mengesan logam berat, bahan pencemar organik. Garam nutrien, dan sebagainya.
• Ekstrak tanah: sampel cecair yang diperoleh melalui pengekstrakan kimia, yang mengandungi sisa racun perosak, logam berat atau sebatian organik.
• Cecair pengumpulan zarah bawaan udara: sampel zarahan yang digunakan untuk mengelupas daripada membran penapis atau cecair penyerap gelembung.

2. Keperluan utama untuk pengambilan sampel botol

• Pengedap yang kuatElakkan pengewapan sampel, kebocoran atau penyerapan lembapan semasa pengangkutan atau penyimpanan, terutamanya penting untuk pengesanan VOC.
• Rintangan kakisan yang baik: sampel mungkin mengandungi asid kuat, alkali atau pelarut organik, yang memerlukan penggunaan kaca borosilikat tinggi atau botol yang diperbuat daripada plastik khas.
• Reka bentuk lengaiDinding dalam vial perlu mengelakkan daripada menyerap bahan cemar atau bertindak balas dengan komponen sampel, dan sesetengah analisis memerlukan penggunaan botol yang telah disilaniskan atau dibasuh terlebih dahulu.
• Pematuhan dengan peraturan persampelanSemua jenis program pemantauan alam sekitar biasanya dipandu oleh piawaian kebangsaan atau antarabangsa, seperti EPA AS, Piawaian Kualiti Alam Sekitar China untuk Air Permukaan, dsb., dan vial mesti dipilih untuk memenuhi keperluan persampelannya.

Vial yang dipilih secara tidak betul boleh menyebabkan masalah seperti degradasi bahan sasaran, penjerapan bahan pencemar, dan ruang kosong yang berat sebelah, yang boleh menjejaskan ketepatan keputusan ujian atau malah menyebabkan pembatalan data. Oleh itu, pemilihan vial sampel yang saintifik dan munasabah dalam pemantauan alam sekitar bukan sahaja berkaitan dengan kualiti analisis, tetapi juga berkaitan dengan pematuhan dan pembuatan keputusan alam sekitar yang saintifik.

Panduan Pemilihan Botol: Cara Memilih Berdasarkan Jenis Sampel dan Keperluan Analisis

Menghadapi pelbagai jenis botol pengumpulan sampel, cara membuat pilihan yang cekap dan saintifik dalam kerja amali merupakan masalah biasa bagi ahli eksperimen.

1. Sifat sampel menentukan pilihan struktur bahan awal

• Sifat sampel itu sendiriJika sampel sangat meruap, botol kaca dengan penutup pengedap yang sangat baik dan gasket PTFE adalah lebih baik untuk memaksimumkan kehilangan komponen. Dalam menghadapi sampel yang menghakis kuat, anda harus menggunakan botol kaca borosilikat tahan kimia, atau menggunakan polietilena berketumpatan tinggi, plastik berfluorin dan bahan khas lain yang dikenali sebagai botol. Di samping itu, untuk sampel aktif secara biologi yang kaya dengan asid nukleik, protein atau mikroorganisma, botol bebas enzim yang dirawat secara aseptik perlu digunakan, dan penjerapan rendah atau bahan lengai adalah lebih baik untuk mengelakkan degradasi sampel atau penjerapan tidak spesifik.
• Jenis dan keserasian peralatan analisisSistem pensampelan automatik yang digunakan perlu memastikan saiz vial yang digunakan, ketepatan mulut botol, ketebalan gasket, dan sebagainya adalah selaras dengan spesifikasi standard pengeluar instrumen. Biasanya, botol kaca 2 ml atas skru piawai digunakan untuk memastikan jarum suntikan diekstrak dengan stabil dan untuk mengelakkan penyumbatan atau kebocoran jarum. Untuk pensampelan manual atau pendispensan, jenis vial yang lebih fleksibel adalah lebih diutamakan.
• Keadaan penyimpanan sampelKeadaan penyimpanan sampel secara langsung mempengaruhi pilihan bahan dan struktur penutupan vial. Kebanyakan vial kaca atau polipropilena mencukupi untuk sampel yang biasanya disejukkan untuk jangka masa yang singkat. Jika sampel perlu disimpan pada suhu rendah (-20℃ atau -80℃), tiub pembekuan khas harus digunakan, yang diperbuat daripada PP tahan suhu rendah dan dilengkapi dengan struktur pengedap cincin-O anti-kebocoran. Jika sampel disimpan dalam nitrogen cecair untuk jangka masa yang lama, vial gred nitrogen cecair khas mesti digunakan, dan penutup atau penutup berulir dalaman yang akan dikukuhkan untuk pengedap harus digunakan untuk mengelakkan pembekuan dan pecahan vial. Di samping itu, untuk bahan fotosensitif, vial coklat atau legap juga harus digunakan atau dilengkapi dengan peranti penyimpanan kalis cahaya.
• Baki kos dan saiz eksperimenUntuk eksperimen berdaya pemprosesan tinggi atau makmal pengajaran, vial plastik mampu milik boleh dipilih untuk mengurangkan kos penggunaan. Untuk analisis ketepatan atau pengendalian sampel bernilai tinggi, tumpuan harus diberikan pada kebersihan botol, inertness bahan dan prestasi pengedap, yang dapat membantu memastikan ketepatan data walaupun pada kos yang sedikit lebih tinggi. Di samping itu, semasa membina perpustakaan sampel atau mengurus projek jangka panjang, adalah penting untuk mengutamakan vial standard tinggi yang berkod, tahan penyejuk beku dan tahan pencemaran untuk meningkatkan kecekapan pengesanan sampel dan pengurusan data.

Secara keseluruhannya, vial sampel, walaupun kecil, merupakan penghubung penting antara reka bentuk eksperimen, kualiti sampel dan keputusan analitikal. Melalui pertimbangan sistematik terhadap ciri-ciri sampel, peralatan eksperimen, kaedah penyimpanan dan saiz bajet, sumber haba eksperimen boleh memilih vial pengumpulan sampel yang paling sesuai secara saintifik, meletakkan asas yang kukuh untuk keseluruhan proses penyelidikan.

Trend Masa Depan dan Hala Tuju Inovatif

Dengan perkembangan automasi penyelidikan saintifik dan konsep eksperimen hijau, botol pengumpulan sampel sedang berkembang ke arah mengikuti perkembangan dan perlindungan alam sekitar.

Di satu pihak, makmal dengan daya pemprosesan yang tinggi mempunyai keperluan yang semakin meningkat untuk kelajuan dan ketumpatan pemprosesan sampel, mendorong vial untuk secara beransur-ansur bergerak ke arah pengecilan dan modularisasi. Vial bersaiz mikro menjadi arus perdana, dan apabila digunakan dengan sistem automatik, ia bukan sahaja menjimatkan ruang dan reagen, tetapi juga meningkatkan kecekapan operasi, menyesuaikan diri dengan permintaan eksperimen moden untuk kelajuan dan ketepatan.

Sebaliknya, penyelidikan dan pembangunan bahan mesra alam juga telah menjadi tumpuan industri. Bagi mengurangkan beban alam sekitar yang disebabkan oleh plastik pakai buang, semakin banyak botol plastik yang menggunakan bahan terbiodegradasi atau berasaskan bio. Pada masa yang sama, proses pembungkusan dan pengeluaran cenderung dipermudahkan dan mesra alam, selaras dengan trend pembinaan makmal yang mampan.

Pada masa hadapan, botol bukan sahaja akan menjadi bahan habis pakai, tetapi juga merupakan bahagian penting dalam pembangunan makmal yang pintar dan mampan.