正确移液—移液器知识合集

文/Peter Pfeiffer Roman Klinkner

正确的移液是实验成功的保障// 在实验室工作的每一个人都应该会正确移液，正确移液有一个大前提：正确地认识、使用、校准，以及维护移液设备。本文将从移液器的认识、使用，校准，以及维护等几个方面，详细地把移液器的相关知识分享给大家，并与各位读者进行交流、讨论。

在实验室中，移液几乎是一项最普通的工作了。也许正是因为如此普通、简单，所以没有得到人们的关注。但就是这样一个最为普通、简单的工作却对检测实验的结果有着至关重要的影响。本文将从移液器的认识、使用、校准，以及维护等几个方面，详细地把移液器的相关知识分享给广大读者。

移液器的基本类型

活塞式移液器

活塞式移液器又称之为马尔堡移液器、微型或者微量型移液器。活塞式移液器现已成为实验室中的标准计量器具，能够在微升范围内快捷方便的完成移液任务。活塞式移液器最大地结构设计特点是带弹簧的可移动柱塞。利用柱塞在移液管中的上下移动，实验员可以任意的设置、调整移液量，能够快速、准确地移送限定体积的液体，通常移液量在标称容积10%至100%的范围内。活塞式移液器分为两大类型：空气正压式移液器，见图1（左）和活塞移动式移液器，见图1（中）。活塞移动式移液器的结构设计非常简单类似于注射器，依靠活塞的运动吸取被移送的液体介质，液体介质与活塞端面直接接触，非常适合移取密度很高的液体介质，例如汞；粘度很高的液体介质，例如蜂蜜；或者蒸发气压很高的液体介质，例如乙醇。

图1 手动空气正压式移液器（左），活塞式多功能分液器（中）和电子移液器（右）。

空气正压式移液器

空气正压式移液器的运动活塞与被移送的介质之间有一段空气柱，被移送液体介质与移液器吸头不会相互接触。在移送水性介质与其他水性液体介质之间交替移液时，首选空气正压式移液器。空气正压式移液器是应用最为广泛的移液器。它还有多通道的类型，以便从微量滴定板中的移液，例如8通道移液器和12通道移液器。

电子移液器

电子移液器是当前市场开发出来的最新产品，见图1（右）。它最大特点是消除了手动移液器对压力点确认而产生的人为误差，电子移液器不再需要实验员用手指判断压力情况。尤其是大量移液时，避免了实验员的手部疲劳，因此受到广大实验人员的青睐。在购置电子移液器之前，除了要考移取液体介质的性质与使用需求外，还需要考虑采购成本和维护保养成本等综合因素。

移液技术和提示

原则上，移液有两种方式：正向移液和反向移液，参见图2。两种方式的根本区别在于使用第一和第二按压点的时间不同。在正向移液时，移液器吸头完全排空，而反向移液时，移液器吸头中保留一部分液体。应用最多的是正向移液，尤其是在移取水质液体时。而反向移液最适合于移送高蒸发压力或者高粘度液体介质，在泡沫很多的液体介质移液时，反向移液也有着很好的移液效果。

在移液过程中会反复发生相同的典型错误，产生这些常见错误的根源可以参见附表。附表清楚地说明了这些错误是如何产生的，以及应该如何避免这些错误的发生。

活塞式移液器的精确校准

在实验室的日常工作中，活塞式移液器和许多其他实验室仪器设备一样，会因磨损或者污染而发生变化。为确保它们作为精密仪器能够继续正常工作，就必须定期地进行校准、标定。

在校准和标定时要确定两个最重要的参数：准确度，系列测量的平均值与理论值之间的偏差（系统误差，通常也称之为准确度）；精确度，系列测量中十个测量值的标准偏差（随机误差，通常称为精度）。而实验室能够确定的测量误差则是系统误差和随机误差综合作用的结果，是衡量实验室水平的一个关键参数。如果准确度和精确度越大，则测量结果就越准确。

正确的校准活塞式移液器

如何才能正确地校准、标定活塞式移液器？这应该是所有移液器使人员关心的话题。正确校准、标定活塞式移液器可以从以下两个方面入手：首先，操作者要正确地操作、使用移液器；其次是合适的计量设备和环境条件。那么，什么是合适的计量设备和环境条件，下面两份重要的技术规范中就详细地规定了计量设备和环境条件的选择要求：

图2 不同的移液技术，正向移液（左）和反向移液（右）

■DIN EN ISO 8655 带有往复活塞的容积式仪器：这一技术标准由多个部分组成，其中的第2部分（DIN EN ISO 8655-2 活塞式体积测量仪.第2部分:活塞吸移管）和第6部分（DIN EN ISO 8655-6活塞式容量测量仪器.第6部分:测量误差确定重力方法）与活塞式移液器有关。这些国际标准可以向Beuth-Verlag出版社购买。

■德国标定服务公布的往复式移液器国家标准DKD-R 8-1。这一标准可以无偿地从不伦瑞克PTB的服务器下载。

在这里介绍的是一种应用更加广泛、准确的重量校准方法（也是一种光度法）。

获得正确校准结果的八个前提条件

上述技术文件对每一次校准、标定都提出了如下图所示的计量设备和环境条件的要求：

■称量天平：根据移液器的标称容积和天平的称重范围，可能需要使用精密天平、分析天平、半微量天平或微量天平。

■试液：移液器校准用的试液的水必须是符合ISO 3696标准实验室分析用水规范和试验方法中规定的三级水，即电导率＜5 μS/cm的蒸馏水。

■空气温度：实验室中的温度必须在15℃到30℃之间，并且保持恒定，在校准过程中的温度波动不得超过0.5℃。

■试液的温度：试液温度与环境温度的偏差不得超过0.5℃。

■蒸发：校准过程中必须考虑和记录蒸发损失，或通过蒸发阱将其减少到可忽略不计的水平。

■相对湿度：必须使用湿度计测量空气湿度，根据ISO 8655标准的规定相对湿度应大于50%。较新的DKDR 8-1标准规定的相对湿度为45%至60%。

■气压：必须测量和记录校准、标定过程中的气压。

■温度平衡：要进行校准、标定的移液器、移液器吸头和所用的试液必须在恒定室温的实验室中静置至少两个小时。

■计量设备的校准并出具证书：校准过程中使用的天秤、温度计、湿度计和气压计等必须经过校准。并获得DAkkS认证的校准实验室出具的符合国际标准的鉴定证书，例如DAkkS计量鉴定证书。

移液器校准的操作执行

■固定容积的活塞式移液器校准时应不间断地完成十次移液操作。

■可变容积的活塞式移液器应完成三遍十次移液操作，其中：按照额定容积（移液器最大容积）移液十次；然后按照50%的额定值移液十次；最后按照10%的额定值（或者按照最小额定值）移液十次（这十次要根据10%的额定值和移液器最小额定值两者的大小来决定，取两者中较大的一个进行测试）。

只有在发现移液操纵错误时（例如吸入空气、移液头脱落等），才可以舍弃这一测量值，记住要马上舍弃，做好记录，不要等完成十次操作之后再舍弃，严格控制通过取舍数据来操控移液器校准结果，校准、标定要符合合规性。

准确度和精确度

准确度表示的是所完成的移液平均值与理论值的偏差。由于进行了十次移液测试，因此从统计学的意义上很大程度的平衡了（双向的）随机误差。在理想情况下，系统误差应接近于零（但是系统误差是不可能为零的），因此，平均值与理论指的偏差越大，说明移液器的磨损、污垢或者泄露可能性就越大，解决这些问题的措施就是清洁、维修或者调整。

精确度反应的是移液的离散情况。在假定测量值呈正态分布时，用标准方差的形式表示精确度，各个测量值的差异越小，精确度也就越大。精确度又分为绝对精确度（以μL或mL为单位）和相对精确度（以%为单位），随着移液量的减少，绝对精确度降低、相对精确度提高，见图3。

图3 准确度和精确度示意图。

如何使用校准数值

还缺少一个评估不准确度和不精确度的评判标准。对于每一个移液器和每一种容积的移液器都有不准确度和不精确度允许的偏差值，即公差值，然而公差有许多个，实验室必须决定使用哪一个公差（参见本刊提示）。如果每种容积的移液器校准后的不准确度和不精确度数值都小于允许的公差值，则表明校准后的移液器是合格的。

根据DIN EN ISO 8655标准中的标准公差值来评判校准测量结果时，可以找到下列标准数据：

■额定容积1000 µL时，不准确度标准公差为±8 µL。该测量系列的不准确度公差范围为-1.3 µL。

■额定容积为1000 µL时，不精确度的标准公差为±3 µL。该测量系列的不精确度公差范围为±1.0 µL。

移液器满足了这两个标准公差，也就代表着移液器校准合格了。

活塞式移液器的保养、维护和维修

市场上大部分移液器都是由不同制造商生产的不同型号和品牌，因此介绍一种适用于各种移液器的维护保养方法的可能性是很小的。通常情况下，移液器生产厂家提供的移液器使用手册是进行维护保养的重要依据。但是有些常规要求却是一样的，例如：

■放置：移液器应始终放置在专用的移液器支架上，而不是像笔一样“躺在”桌子上。放在支架上可以避免移液器受到污染，保护移液杆不受损坏。

■保管：存储长期不用的移液器时，包装最好是用移液器生产厂家提供的原始包装。这样可能保护它免受紫外线的照射和其他污染。用生产厂家的原始包装保管、存储时，水平放置是没有问题的，长期存储之前还应清洗和维护一下。

■容量调节：可调移液量的移液器只能在其指定的移液容量范围内使用。将移液器移液量调整到超过最大或者最小量程时，移液器很容易受损。例如，某些型号移液器在超过最大量程移液时，移液套筒会从移液器体中脱落出来，影响使用，而且还会产生维修费用。

■高压灭菌：在医疗和微生物等实验室，无菌消毒有着非常重要意义，需要不定时地对移液器进行高压灭菌。关于高温灭菌操纵，许多型号的移液器都没有问题，但不是所有型号的移液器都没有问题，这时就要查看移液器使用手册了，了解移液器是否允许高压灭菌。要严格遵守使用手册中规定的高压灭菌条件。

LP本刊提示

移液时的公差

■实验室公差：是由实验室自己确定的公差。但由于大多数实验室缺少自己确定适用公差的依据，因此实验室公差很少使用。

■制造商公差：由移液器生产厂家为每一种移液器确定的公差。这些公差非常不统一，厂商必须为每一种移液器确定其公差，实验人员常常搞不清楚这些公差是怎么产生的。如果公差带很小，则移液器会卖的很好，但很难通过校准检验。

■标准公差：由DIN EN ISO 8655标准规定的，所有移液器生产厂家都适用的公差。标准公差一方面反应了当下最新的技术水平，另一方面也有足够的发展空间。建议实验室人员使用ISO 8655标准规定的公差。

清洗、保养和维护

像实验室许多其他仪器设备一样，移液器也要不时地进行清理、维护和保养。过程中有哪些注意事项呢？

附表 移液时常见的十种错误。

■外部清洁：水、异丙醇或者温和的清洁剂都是合适的移液器外部清洁剂，移液器的外部只能是“湿润”，而不是“潮湿” ，即不能过多的使用清洁剂。

■装卸和组装：移液器的拆卸和组装只能由经过专门培训的人员来完成，特别是那些由许多零部件组成的复杂移液器，必须要由专业人员来修理。还有就是当移液器杆部污垢较重，移液量不准确，密封降低，以及活塞运动不规则或者运动阻力过大时，也需要重新组装移液器。许多移液器无需特殊的专业工具就可以轻松地拆卸、组装，使用说明书中也都详细地介绍了拆卸与组装的方法，网络上也有许多相关的视频资料。在拆卸过程中，准确地按照拆卸顺序和安装位置将拆下来的零件依序摆放好，这样在组装的时候才会更加方便。

■清洁内部：只允许用无绒布清洁移液器零件，不允许任何纤维物进入活塞式移液器内部。合适的清洁液体是水、异丙醇或者温和性的清洁剂。润滑之前应仔细清除活塞上的旧油脂。像移液器活塞杆之类的塑料件也可以在超声波清洗仪中清洗，要遵守使用手册上提出的关于清洗的要求与注意事项。

■润滑活塞：没有适用于所以移液器的通用润滑剂，几乎所有的移液器生产厂家都有自己的原装润滑剂，润滑剂涂覆的越薄、越均匀越好。另外，并不是所有的移液器活塞都要润滑，还是要遵守生产厂家的有关规定。

配件、维修和标定

如果有兴趣，并且在有能力的情况下，移液器的清洁、保养和维护都可以由自己来完成。拥有许多移液器的实验室，应该保存一个或者几个制造商的移液器配件，有了配件,维修起来会更加方便。有些生产厂家的配件是很难购买到的，而且正确地更换这些厂家的移液器零部件是需要一定的技巧和特殊的工具，所以，越来越多的移液器维护都是更换完整的模块或者整个部件。移液器的维修可以由有经验的实验室人员完成，也可以由移液器生产厂家或者独立的第三方技术服务企业完成。通常有电子部件的移液器只能由专家来维修。

移液器的标定

移液器有两种标定类型：用户自己标定和制造商及工厂标定。

■用户标定：顾名思义就是由移液器用户自己标定移液器。当前移液器系列中只有某些型号的移液器允许由用户自己标定。用户标定通常都比较简单，通过移液器的使用说明书来完成。如果长期使用同一支移液器来移取特定有机溶液，会导致移液容积的系统性偏差，如果这种系统性偏差可以通过比较测量等方法来调整、补充时，会得到最好的用户标定效果。

■制造商/工厂标定：与用户标定相比较，制造商/工厂标定适用于各种移液器。采用这种标定方法标定过的移液器，其容积设定将出现不可逆的调整，也就是说移液器不再是交付状态时的精度状况，因此，制造商/工厂标定过的移液器应做好标记，例如标定孔上方的红色标记。这种标定方法通常都要使用专用工具，制造商标定/工厂标定都是对移液器内部进行调整、干预，只能由经过专业培训的专业人员进行。

希望这篇文章能够帮助你了解移液器类型、使用、校准、维护，以及保养和维修以及标定时的有关事宜，知道哪些事情是可以自己做的、哪些事情要留给专业技术服务商来做。