Pour mesurer et distribuer un volume spécifique de liquide, les pipettes sont indispensables dans les laboratoires actuels. Selon la taille du laboratoire et le volume à distribuer, différents types de pipettes sont couramment utilisés :
- Pipettes à déplacement d'air
- Pipettes à déplacement positif
- Pipettes doseuses
- Pipettes à portée réglable
En 2020, les micropipettes à déplacement d'air commencent à jouer un rôle crucial dans la lutte contre la COVID-19. Elles sont utilisées pour la préparation d'échantillons destinés à la détection d'agents pathogènes (par exemple, la RT-PCR en temps réel). Deux modèles différents sont généralement utilisés : les pipettes à déplacement d'air manuelles ou motorisées.
Pipettes à déplacement d'air manuelles vs pipettes à déplacement d'air motorisées
Dans l'exemple d'une pipette à déplacement d'air, un piston est déplacé vers le haut ou vers le bas à l'intérieur de la pipette pour créer une pression négative ou positive sur la colonne d'air. Cela permet à l'utilisateur d'inhaler ou d'éjecter un échantillon liquide à l'aide d'un embout jetable, tandis que la colonne d'air dans l'embout sépare le liquide des parties non jetables de la pipette.
Le mouvement du piston peut être conçu pour être effectué manuellement par l'opérateur ou électroniquement, c'est-à-dire que l'opérateur déplace le piston à l'aide d'un moteur commandé par bouton-poussoir.
Limites des pipettes manuelles
L'utilisation prolongée de pipettes manuelles peut être source d'inconfort, voire de blessures, pour l'opérateur. La force nécessaire pour distribuer les liquides et éjecter l'embout de la pipette, combinée à des mouvements répétitifs fréquents pendant plusieurs heures, peut augmenter le risque de claquage musculaire répétitif (SMR) au niveau des articulations, notamment du pouce, du coude, du poignet et de l'épaule.
Les pipettes manuelles nécessitent d'appuyer sur le bouton du pouce pour libérer le liquide, tandis que les pipettes électroniques offrent une meilleure ergonomie avec un bouton déclenché électroniquement dans cet exemple.
Alternatives électroniques
Les pipettes électroniques ou motorisées sont des alternatives ergonomiques aux pipettes manuelles qui améliorent efficacement le rendement des échantillons et garantissent précision et exactitude. Contrairement aux boutons traditionnels actionnés par le pouce et aux réglages manuels du volume, les pipettes électriques sont dotées d'une interface numérique permettant de régler le volume et d'aspirer et de refouler via un piston électrique.
Sélection du moteur pour pipettes électroniques
Étant donné que le pipetage est souvent la première étape d’un processus en plusieurs étapes, toute inexactitude ou imperfection qui se produit lors de la mesure de cette petite portion de liquide peut être ressentie tout au long du processus, affectant en fin de compte la précision et l’exactitude globales.
Qu'est-ce que l'exactitude et la précision ?
La précision est atteinte lorsqu'une pipette distribue le même volume plusieurs fois. L'exactitude est atteinte lorsque la pipette distribue le volume cible avec précision et sans erreur. Il est difficile d'obtenir simultanément précision et exactitude, et pourtant les industries qui utilisent des pipettes exigent à la fois précision et exactitude. C'est précisément ce niveau d'exigence critique qui permet de reproduire les résultats expérimentaux.
Le cœur de toute pipette électronique est son moteur, qui affecte considérablement sa précision, en plus de plusieurs autres facteurs importants tels que la taille du boîtier, la puissance et le poids. Les ingénieurs concepteurs de pipettes choisissent principalement des actionneurs linéaires pas à pas ou des moteurs à courant continu. Cependant, ces deux types de moteurs présentent chacun leurs avantages et leurs inconvénients.
moteurs à courant continu
Les moteurs à courant continu sont des moteurs simples qui tournent sous tension. Leur fonctionnement ne nécessite aucune connexion complexe. Cependant, compte tenu des exigences de mouvement linéaire des pipettes électroniques, les solutions à moteur à courant continu nécessitent une vis-mère et un engrenage supplémentaires pour convertir le mouvement rotatif en mouvement linéaire et fournir la force requise. Les solutions à courant continu nécessitent également un mécanisme de rétroaction, sous la forme d'un capteur optique ou d'un encodeur, pour contrôler avec précision la position du piston linéaire. En raison de la forte inertie de son rotor, certains concepteurs peuvent également ajouter un système de freinage pour améliorer la précision du positionnement.
Moteurs pas à pas
D'autre part, de nombreux ingénieurs privilégient les solutions d'actionneurs linéaires pas à pas en raison de leur facilité d'intégration, de leurs excellentes performances et de leur faible coût. Les actionneurs linéaires pas à pas sont constitués de moteurs pas à pas à aimant permanent dotés d'un rotor fileté et d'une barre de filament intégrée pour produire un mouvement linéaire direct dans des boîtiers compacts.
Date de publication : 19 juin 2024