有关移液枪使用方法对移液准确性影响的讨论

于　涛，赵秋蓉，吴　迪

（内蒙古昆明卷烟有限责任公司，内蒙古呼和浩特　010010）

有关移液枪使用方法对移液准确性影响的讨论

于涛，赵秋蓉，吴迪

（内蒙古昆明卷烟有限责任公司，内蒙古呼和浩特010010）

为提高移液操作的准确性，依据JJG 646—2006移液器检定规程选取超纯水、无水乙醇作为转移目标液，分析移液枪使用方法对移液准确性的影响，归纳了移液枪的规范操作方法，并采用该方法对移液枪移取体积的不确定度进行了评定。结果表明，选择合适量程的移液枪、过量回调设定目标体积、反式操作移液枪、充分润洗枪头、吸液完毕枪头稍作停留等操作要领，对提高移液枪移取准确度有显著作用。采用以上操作对移液枪进行的不确定度评定结果（k=2，d=0.1%）与该器具计量检定结果一致。

移液枪；规范化操作；准确性；不确定度

移液器（移液枪） 常用于定量转移液体样品，1956年由德国生理生化学家Schnitger利用空气排代机理设计完成，属于量出式加样器，量程有固定、可调之分，由于其取样精准、使用方便，已被广泛应用于生物、化学等领域。移液器使用过程中，其准确性对试验结果的正确可靠及重复再现有重要意义。正确使用移液器并定期对其进行维护保养，不但可延长器具的使用寿命，对防止移液器产生系统误差、提高检测结果精密度、准确性十分重要［1］。本文旨在分析移液枪使用方法对移液准确性影响的基础上，规范移液枪操作方法，并探讨该方法在移液枪模拟检定及对移取体积不确定度评定等活动的意义。

1　材料和方法

1.1试验仪器具及环境条件

XS205DU型电子天平（感量0.01 mg），瑞士梅特勒-托利多公司产品；活塞式移液枪（100～1 000 μL），德国Eppendorf公司产品；移液枪吸头（1 000 μL，蓝色），美国Axygen公司产品；顶空瓶（钳口，20 mL），美国P.E公司产品，预先编号、平衡并记录空瓶质量。

Synergy型纯水系统现制超纯去离子水，默克密理博产品；无水乙醇（色谱纯），DiKMA公司产品。

以上器具及试剂均在试验前置于恒温恒湿试验条件下平衡。

温度20±2℃，相对湿度50%±5%，实验室内无空气对流，全部采用人工照明系统，天平无振动干扰。

1.2试验方法

（2）称量方法。依据JJG 646—2006移液器检定规程中有关称量的要求，所有操作重复10次并记录相关数据（试验过程中均佩戴无粉丁腈手套，移取液体样品时枪头垂直置于液面下4～5 mm处）。

（2）移取体积的选择。使用同一支活塞式移液枪（见1.1），分别按最低量程、最高量程及最高量程的30%，50%，70%等5个点进行移液操作。

（3）移液枪量程调节。目标移取体积为900 μL，分别采用超量程再回调设定目标体积和一步到位设定目标体积2种方法进行移取操作。

（4）枪头润洗。目标移取体积同样为900 μL，分别采用充分润洗2～3次和不润洗直接吸取2种方法进行移取操作。

（5）移取后等待。目标移取体积为900 μL，分别采用吸取样品后枪头在样品中停留2 s再注液和不停留直接注液2种方法进行移取操作。

（6）用枪方式。目标移取体积为900 μL，分别采用正向方式（即第1档位定量吸液、第2档位彻底排液）和反向方式（即第2档位超量吸液、第1档位定量注液）2种方式进行移取操作。

（7）不确定度评定。经过以上各影响因素的分析比较，得出移液枪最佳使用方案，经由该方案并依据JJG 646—2006移液器检定规程，在温度、湿度恒定可控（20±2℃，50%±5%）的试验环境下，使用检定合格的双量程电子天平对10次定量转移至恒质量顶空瓶中的超纯水进行称量并记录数据。通过计算移液器移液量重复性、天平称量偏差、温度偏差等因素引入的不确定度分量，从而合成得到该移取体积下纯水实际容量的不确定度。

2　结果

2.1移取体积与量程匹配程度对移液准确性的影响

移取体积对移液准确性的影响见图1。

图1　移取体积对移液准确性的影响

由图1可以看出，移取时目标体积越接近移液枪额定最大量程，其准确性越高。

2.2移液枪量程调节方式对移液准确性的影响

量程调节对移液准确性的影响见图2。

由图2可以看出，采用超量程回调设定移取体积的方式较一步直调方式准确性更好。

2.3枪头润洗与否对移液准确性的影响

枪头润洗与否对移液准确性的影响见图3。

由图3可以看出，移液枪枪头在正式移液前经过润洗，其移液准确性优于直接使用。

2.4吸液完毕后枪头是否停留对移液准确性的影响

枪头停留对移液准确性的影响见图4。

由图4可以看出，停留等待2 s的移液准确性更为可靠。

图2　量程调节对移液准确性的影响

图3　枪头润洗与否对移液准确性的影响

图4　枪头停留对移液准确性的影响

2.5用枪方式对移液准确性的影响

用枪方式对移液准确性的影响见图5。

图5　用枪方式对移液准确性的影响

由图5可以看出，反式操作导致的样品损失更少，移液准确性更高。

3　不确定度评定

（1）基于对上述各影响因素的分析，可以初步归纳如下用枪方案。选择额定量程与目标移取体积接近的移液枪进行移取操作，设定目标移取体积时采用超量程回调的方式、反式操作（即过量吸取定量排出），枪头插入液面以下4～5 mm深度，正式移液前枪头要在目标溶液中润洗2～3次，吸取和排放目标液体时要缓慢且略作停留。采取以上用枪方案，对该移液枪1 000 μL位点进行模拟检定及不确定度评定［2］。

由于检定规程要求以纯水为测量对象，天平称得目标体积的纯水质量为m，由其温度t及根据温度查“K（t）值表”得到的体积修正值，即可还原得到设定体积下超纯水的实际容量V，满足如下数学模型：

（2）重复吸取10次超纯去离子水，称量得到如下数据。

超纯去离子水质量见表1。

表1　超纯去离子水质量

10次测量的均值：

试验温度t=21℃，查“K（t）值表”得到，修正系数K（t）=1.002 619，则10次被移取超纯水实际容量V的标准差：移液枪移取体积服从三角分布，则由测量重复性引入的不确定度：

（3）天平经检定并给出相应称量范围（0～5 000 mg）的示值最大允差D为±0.5e（e=0.1 mg），即D= 0.05 mg，采用矩形分布估计天平称量引入的不确定度：

（4）本试验室恒温控制机组在20℃下的控温精度为±2℃，而水在该温度下的体积膨胀系数β=2.1，则移取1 000 μL纯水由温度变化引入的不确定度：

（5）综合以上各不确定度分量结果，最终合成得到量程范围100～1 000 μL的移液枪在1 000 μL位点处移取超纯水实际容量V的不确定度：

在包含因子k=2时，其扩展不确定度U=u（V）× k=0.8.

按照不确定度评定的修约规则d修约为0.1%，与该移液枪计量检定证书中给定的相同位点处容量的相对误差一致。

4　讨论与结论

移液枪作为实验室最为常用的定量移液器具，其准确与否对最终检测结果有着直接的影响，因此掌握规范化的要领、严格按有关技术要求操作是对检验人员的基本要求。

通过以上试验，可以归纳如下使用要领：①在已知目标转移体积的情况下，首先要选择合适量程的移液枪，由于移液体积越接近该枪的最大额定量程，其准确性越好，因此优先选择最大量程接近目标移液量的器具。②在设定目标体积时，尤其是从低刻度向高刻度设定时需要遵从动作轻缓、过量回调的原则，这样操作的原因始于移液枪内部结构和工作原理，目的是排除枪体内部机械结构间隙不匀产生的影响［3］，从而使操作更准确。③移液时尽量保证枪头尖垂直处于目标液面下4～5 mm处，推荐采用反式操作（先过量吸取再定量排出），对移液枪一、二档的手感需充分熟悉。对黏稠性较大的液体而言，反式用枪法更容易保证移液重复性和移取体积的准确性。④更换枪头时保持枪体垂直插入枪头盒，再左右微旋、上紧枪头，切忌用力磕碰，经常磕碰容易造成枪体内部机械零部件损坏［3］。⑤移液前最好润洗枪头2～3次，对于移取挥发性强的有机试剂和黏稠性大的液体来说，为了保证准确性，该项操作是必不可少的［4］。⑥吸液过程要缓慢、尽量保证匀速进行，吸液完毕后，使枪头在液面下稍作停留，这对排除枪体内部阻力导致的吸液不到位，保证移液量准确性至关重要。

应用上述规范并结合移液器检定规程，对使用频率较高的100～1 000 μL移液枪实施了模拟检定，同时评定了检定过程中引入的不确定度，结果显示在包含因子k=2，1 000 μL检定点移液容量的相对误差为0.1%，与计量部门出具的检定证书值一致。可见良好的使用规范，对提高检测结果准确性、延长移液枪使用寿命意义重大。

［1］Boudou T，Ohayon J，Arntz Y，et al.An extended modeling of the micropipette aspiration experiment for the characterization of the Young's modulus and Poisson's ratio of adherent thin biological samples［J］.Numerical and Experimental Studies，2006，39（9）：1 677-1 685.

［2］国家质量技术监督总局.测量不确定度评定与表示JJG 1059—1999［S］.北京：中国标准出版社，1999.

［3］徐晓静，赵李祥.浅谈移液器的维护与保养 ［J］.实验室科学，2011，14（1）：156-157.

［4］国家质量技术监督总局.移液器检定规程JJG 646—2006［S］.北京：中国标准出版社，2006.◇

Discussion on the Use of Pipette Pipetting Accuracy

YU Tao，ZHAO Qiurong，WU Di
（Inner Mongolia Kunming Cigarette Limited Liability Company，Huhhot，Inner Mongolia 010010，China）

To improve the accuracy of pipetting，according to JJG 646—2006 Pipette test procedures，choose ultra-pure water，ethanol as transfer object and analysis the accuracy of pipetting.Summarize standardized methods of pipetting and uncertainty evaluation.The results show that select the appropriate range of pipette，overrange and callback setting the target volume，reverse pipette，fully rinse tips，holding immersion.can improve accuracy of pipetting.The uncertainty evaluation results（k=2，d=0.1%）are consistent with the results of the metering.

pipette；standardized operations；accuracy；uncertainty

R446

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.08.039

1671-9646（2016）08b-0036-03

2016-05-27

于涛（1983— ），男，硕士，工程师，研究方向为仪器分析及生物技术。