Hoe Precisiebuizen Nauwkeurigheid in Geautomatiseerde Vloeistofdosering Verbeteren: Deel 2

Hoe Buiskenmerken Het Proces en Zijn Nauwkeurigheid Beïnvloeden

Binnen de velden van biotechnologie en laboratoriumautomatisering, wordt de globale in vitro diagnostiek (IVD) markt verwacht $96 miljard te bereiken in 2025 volgens onderzoeksfirma MarketsandMarket™. Het is logisch dat het gebruik van geautomatiseerde vloeistofdoseringssystemen zal groeien samen met de vraag naar IVD.

Veel variabelen hebben een impact op de prestaties van deze vloeistofdoseringssystemen, inclusief:

• Het type vloeistof dat bemonsterd wordt
• Elk reagenschemisch middel dat wordt gebruikt
• Het type pompapparaat
• De hoeveelheid kracht die de pomp uitoefent

Daarnaast kan de buis die in deze systemen wordt gebruikt de vloeistofdosering en testnauwkeurigheid in IVD en andere toepassingen aanzienlijk beïnvloeden. Laten we eens nader kijken naar enkele belangrijke overwegingen voor de precisiebuis die in vloeistofdoseringssystemen wordt gebruikt.

Hoe kunt u carryover in vloeistofdoseringssystemen verminderen?

Deel 1 van deze blogreeks over vloeistofdoseringssystemen besprak het potentiële probleem van carryover. Het kan optreden wanneer vloeistof van een vorig monster niet volledig weggewaassen is, wat mogelijke besmettingsproblemen in opvolgende monsters kan veroorzaken.

Onder andere dingen kan carryover worden veroorzaakt door:

• Een vloeistof opwaarts trekken langs de buitenkant van een doseringsbuis
• De vorming van een "laatste druppel" die aan de bodem van de buis blijft hangen

In elke laboratoriumprocedure is het handhaven van een schone omgeving cruciaal. Dus natuurlijk is het reinigen van de buis onderdeel van het proces van het gebruik van vloeistofdoseringssystemen — helpend om de hoeveelheid carryover te verminderen tot de algemeen geaccepteerde 4 ppb (of beter).

Het verminderen van carryover van het ene monster naar het andere bestrijdt niet alleen besmetting, maar helpt ook om twee dingen te doen:

1. Verlaagt de totale kosten van de test door efficiënter gebruik van reagentia, die zeer duur zijn
2. Verbetert de nauwkeurigheid van testresultaten door meer nauwkeurige hoeveelheden vloeistof te doseren

Is reinigen alleen genoeg om carryover te voorkomen?

De algehele effectiviteit van het wasproces — dat wil zeggen, of alle restanten van het vorige monster uit vloeistofdoseringssystemen kunnen worden verwijderd — zal variëren van de ene toepassing tot de andere, aangezien reinigen een functie is van veel factoren.

Deze factoren omvatten (maar zijn zeker niet beperkt tot):

• De toegestane tijd voor reinigen
• De gebruikte reinigingsoplossing (aangezien verschillende metalen verschillende oplossingen kunnen vereisen)
• De hoeveelheid gebruikte reinigingsoplossing
• Of er tijd is voor weken in bleekmiddel
• Hoeveel keer een reinigingsoplossing en/of water door het systeem gespoeld kan worden
• Het volume water gebruikt (ongeveer 100 keer het volume van het monster is een veelvoorkomende standaard)
• De druk toegepast tijdens het reinigen en spoelen van een systeem

Echter, het bereiken van minimaal carryover kan uitdagender zijn in grote laboratoriuminstellingen waar een hoog volume aan testen moet worden uitgevoerd om winstgevend te zijn.

Daarnaast, aangezien vloeistofdoseringssystemen vaak buizen gebruiken met binnendiameters (ID's) zo klein als 50 of 100 micron, hebben de kenmerken van de precisiebuis zelf een impact op zowel carryover als het reinigingsproces.

Hoe beïnvloedt de buiseindsnede carryover in vloeistofdoseringssystemen?

Zoals vermeld in de vorige blog, kan de manier waarop het einde van de buis is gevormd helpen om het risico op carryover in vloeistofdoseringssystemen te verminderen. Bijvoorbeeld, afronden van het doserings einde van de buis zal de mogelijkheid verminderen voor een laatste druppel te vormen; het kan echter ook wicking toelaten, afhankelijk van de vloeistof die wordt gedoseerd.

Of, in plaats van een platte, 90º afsnijde aan het einde van de buis, een meer hoekige, gepunte einde met scherpe wanden zou minder oppervlakte bieden waarop een laatste druppel kan vormen. Echter, weer afhankelijk van de vloeistof die wordt gedoseerd, kan deze "puntige" einde veranderen hoe de vloeistof uit de buis komt, wat op zijn beurt de testnauwkeurigheid kan beïnvloeden.

Echter, met precisiebuizen die een diameter hebben bijna zo klein als een haar, kan het moeilijk zijn om een schone eindsnede te krijgen. Bovendien moet speciale zorg worden besteed aan het niet instorten van de buis tijdens het snijproces.

Maar uitgaande van dat de juiste afsnijde kan worden bereikt (een taak die een specialiteit is van Metal Cutting Corporation), kunnen eventuele problemen geassocieerd met het einde van de buis worden aangepakt door:

• De buis te testen met de specifieke vloeistof die zal worden gedoseerd
• Het proces te identificeren dat het meeste — maar realistisch, misschien niet alle — van de gewenste resultaten bereikt

Hoe beïnvloedt buis ID vloeistofdoseringssystemen?

De algemene regel is dat hoe kleiner de ID van de buis, hoe beter de nauwkeurigheid in vloeistofdoseringssystemen. Dat is omdat een kleine ID snellere lineaire snelheden en kleinere "mengzones" produceert, wat de monstercomponenten zo geconcentreerd mogelijk laat.

Een van de belangrijkste aspecten van buis ID in deze doseringssystemen is zijn oppervlakteafwerking. De American Society of Metals definieert oppervlakteafwerking als de "toestand van het oppervlak als resultaat van een finale behandeling en gemeten oppervlakteprofielkenmerken, met de voorkeursterm ruwheid."

Het is algemeen geaccepteerd dat hoe ruwer de ID oppervlakte is, hoe meer carryover er kan zijn en, wij geloven, hoe moeilijker het wordt om 4 ppb te bereiken. Dit is omdat een ruwere buis ID oppervlakte kleine "gaten en krakjes" heeft waar vloeistofresten beschut kunnen zijn tegen de effecten van het wasproces.

Dus, naast het hebben van de juiste eindsnede op de buis (bijv. plat, hoekig of afgerond), kan een buis ID oppervlakte die zo glad mogelijk is helpen de kansen op carryover van het ene monster naar het andere verder te verminderen.

Een Ra of RMS waarde van 6-8 wordt als een goed niveau van gladheid beschouwd. (Het rekenkundig gemiddelde, of Ra, is de gemiddelde ruwheid uitgedrukt in eenheden van hoogte, typisch micron. De RMS, ook bekend als Rq, is de wortelgemiddelde kwadraat waarde die overeenkomt met de Ra.)

Daarnaast zal de buis ID bepalen hoe soepel monsters stromen in vloeistofdoseringssystemen. Onvolkomenheden in de oppervlakteafwerking kunnen resulteren in zwabbering, verwerveling of buffeting van de vloeistof terwijl deze uit de buis beweegt, wat problemen kan creëren in toepassingen waar het cruciaal is dat de vloeistof glad wordt gedoseerd.

Hoe beïnvloedt buis OD vloeistofdoseringssystemen?

Een gladde oppervlakteafwerking op de buitendiameter (OD) van de buis is ook belangrijk als een testproces aspiratie vereist, waarbij de hele buis in de vloeistof gaat om vacuüm te trekken. Echter, OD oppervlakteafwerking is veel minder een factor in het doseringsproces.

In het proces van micro-pipetteren, wat zowel aspireren als doseren omvat maar meestal slechts één vloeistof, is carryover in de buis minder een probleem zolang:

• De pipet digitaal gecalibreerd is om een exacte hoeveelheid vloeistof herhaaldelijk te doseren
• De tolerantie van het doseringsinstrument (bijv. ±2-3% of ±5%) — en daarmee de hoeveelheid vloeistof die in de buis achterblijft — in aanmerking wordt genomen

Hoe kan buis ID oppervlakteafwerking worden verbeterd?

Aangezien elke variatie in de binnenwand van een doseringskanaal een impact kan hebben op het proces dat in vloeistofdoseringssystemen wordt gebruikt, is het hebben van een schone, grat-vrije ID cruciaal belangrijk.

Als u de moeite hebt genomen om een bepaald type buis te kiezen met een gespecificeerde lengte en het getest met de gekozen machine en pomp om te bepalen dat het het correcte volume montermateriaal doseert, wilt u zeker niet de testnauwkeurigheid in gevaar brengen door niet ook de gewenste oppervlakteafwerking voor de buis ID te specificeren.

Gelukkig is de technologie zo ver gevorderd dat er nu verschillende methoden zijn die kunnen worden gebruikt om de oppervlakteafwerking op de ID van zeer kleine precisiebuizen in vloeistofdoseringssystemen te verbeteren. Enkele opties omvatten:

• Micropolijsten en/of passivering
• Bore verbetering via gebruik van een "heldere trek" proces
• Coatings zoals silicone, PTFE of PSX
• Abrasieve stroom bewerking of extrude honen

Zoals met de eindsnede op de buis, moeten eventuele problemen geassocieerd met een afwerkingsmethode worden afgewogen tegen de algehele doelen en het proces dat, realistisch, de beste resultaten zal opleveren.

Bijvoorbeeld, het coaten van de buis die in vloeistofdoseringssystemen wordt gebruikt, kan helpen carryover problemen op te lossen. Echter, wanneer de buis wordt gesneden om aan de vereisten van een specifiek systeem en toepassing te voldoen, kunnen delen van de coating blootgesteld worden, wat de effectiviteit vermindert.

(Dit is waar Metal Cutting succesvol is geweest in het snijden van gecoate buizen zonder de coating nadelig te beïnvloeden, met resultaten gevalideerd in testen voor specifieke toepassingen.)

Let goed op uw buisspecificaties!

Met de brede reeks factoren die een impact kunnen hebben op de nauwkeurigheid van vloeistofdoseringssystemen, kan het specificeren van de kenmerken van de buis die in deze systemen worden gebruikt, een ontzagwekkende taak lijken.

Gelukkig kan de juiste metaalbuisleverancier en het ingenieursteam u helpen beslissen over een snijmethode, ID oppervlakteafwerking en andere kenmerken die aan uw behoeften voldoen en kosteneffectief zijn voor uw specifieke toepassing.

In deel 3 van deze blogreeks kunt u lezen hoe hoge druk de precisiebuis beïnvloedt die in vloeistofdoseringssystemen wordt gebruikt. Of om verschillende precisiesnijopties voor uw metaalbuizen of andere metalen onderdelenbehoeftes te verkennen, download onze gratis gids, "Choose with Confidence: Comparing 2-Axis Cutting Methods".