Въведение

В съвременните научни изследвания и експериментални анализи, помещението за събиране на проби е първата стъпка за гарантиране на надеждността на данните. И в този процес, флаконите за събиране на проби, като ключов носител за съхранение и транспортиране на проби, техният избор и употреба са пряко свързани с целостта и стабилността на пробата и точността на последващия анализ.

Епруветките за събиране на проби се използват широко в много областиРазличните видове флакони са внимателно диференцирани по отношение на материал, структура, добавки и затваряне за различни проби с различни физикохимични свойства, аналитични нужди и условия на съхранение.

Основна класификация на флаконите за събиране на проби

Различните видове проби имат различни изисквания към епруветките за събиране на проби по време на събиране и съхранение. Следователно, разбирането на основната класификация на епруветките за събиране на проби ще помогне на експериментаторите да направят най-подходящия избор според реалните нужди. Като цяло, епруветките за проби могат да бъдат категоризирани по отношение на материал, метод на запечатване и размери, като например разтворител и структурна морфология.

1. Класификация по материал: стъкло срещу пластмаса

• Стъклени епруветки за пробиОбикновено се изработват от високо боросиликатно стъкло с добра химическа инертност и термична стабилност, подходящи за повечето органични разтворители и сценарии за обработка при висока температура. Особено при високопрецизен анализ или събиране на лесно адсорбирани съединения, стъклените флакони могат ефективно да предотвратят разграждането или замърсяването на пробата.
• Пластмасови флакони за събиране на пробиЧесто срещаните материали включват полипропилен, полиетилен, поликарбонат и др. Те са по-устойчиви на удар и леки и са подходящи за криогенно замразяване, събиране на биологични проби и рутинни клинични тестове. Някои от висок клас пластмасови флакони са устойчиви и на известна степен на химическа корозия.

2. Класификация по метод на запечатване: винтово, байонетно, тип уплътнение

• Тип с винт: най-разпространеният тип, лесен за отваряне и запечатване, подходящ за повечето общи лабораторни нужди. Капачките с винтови отвори обикновено са сдвоени с PTFE/силиконови уплътнения, за да се осигури уплътнение и химическа съвместимост.
• Тип байонетБързо затваряне с щракване, подходящо за бърза работа или случаи, изискващи често отваряне, използва се най-вече в автоматизирани платформи или определени стандартизирани процеси на тестване.
• Тип жлезаЗапечатан с метална капачка и уплътнение, най-херметичният, често използван в газова хроматография и други експерименти, изискващи контрол на висока летливост. Подходящ за дългосрочно съхранение и транспортиране, особено широко използван при тестване на проби от околната среда.

3. Класификация по обем и форма: стандартни, миниатюрни, с конично дъно и др.

• Стандартни флакониОбичайните обеми са 1,5 ml, 2 ml и 5 ml, които са подходящи за събиране и анализ на повечето течни проби. Формата е предимно цилиндрична, което е лесно за улавяне от автоматизирано оборудване.
• Микрофлаконис обем от 0,2 мл до 0,5 мл, обикновено използван за много малки размери на проби или високопроизводителни експериментални дизайни. Подходящ за микросистеми за вземане на проби.
• Епруветки с конично дъноДъното на флакона е проектирано във формата на конус, което е удобно за концентриране на пробата, центрофугиране и аспирация без остатъци, често използвани в експерименти за екстракция на протеини/нуклеинови киселини.
• Флакони с плоско дъно/кръгло дъноПлоските дъна са подходящи за оборудване за автоматично вземане на проби, докато кръглите дъна са по-подходящи за ръчна работа или сценарии за вихрово смесване.

Приложения в биологични проби (кръвни проби като пример)

Като една от най-разпространените и основни биологични проби, кръвта се използва широко в различни области, включително клинична диагностика, генетично тестване и протеомни изследвания. Поради сложния си състав и силна биологична активност, изискванията към контейнерите за събиране на проби са особено строги. Епруветките за събиране на проби, използвани за различните приложения, се различават по отношение на добавки, материали и структурен дизайн, което пряко влияе върху качеството на пробите и точността на последващия анализ.

1. Околна среда и цел на употреба

• Клинични медицински тестовеЗа рутинни кръвни изследвания, биохимия, електролити, изследвания на хормонални нива и др., е необходимо да се извършват бързо, ефикасно и да се избягва хемолиза и замърсяване.
• Молекулярно-биологични изследваниякато RNA-seq, секвениране на целия геном (WGS), qPCR и др., които изискват по-високи изисквания за целостта на нуклеиновите киселини и условията за съхранение на пробите.
• Анализ на протеини и метаболомиказагриженост относно инхибирането на протеазната активност, съвместимостта с разтворителите, стабилността след многократно замразяване и размразяване.

2. Типове и конфигурации на често срещани флакони за събиране на проби

• Съдържащи флакони с антикоагулантEDTA епруветките се използват широко в хематологичните тестове и екстракцията на нуклеинови киселини, като могат ефективно да инхибират процеса на коагулация и да защитят клетъчната морфология; Хепариновите епруветки са подходящи за плазмен анализ, подходящи са за определени химични тестове (напр. анализ на кръвни газове), но пречат на определени PCR реакции; и Натриевите цитратни епруветки се използват най-вече за тестване на коагулационната функция.
• Епруветки за събиране на чиста кръв без добавки: използва се за тестване на серум, като например наваксване на учебната работа, бъбречна функция, имунологични тестове и др. След като кръвта се коагулира по естествен път, серумът се отделя чрез центрофугиране, за да се избегне намеса на химически добавки в експерименталната реакция.
• Специализирани флакони за криоконсервацияИзработен от високоякостен PP материал, способен да издържа на ултраниски температури (-80℃ до среда с течен азот). Често използван за дългосрочно съхранение на плазма, серум, клетъчни компоненти и др., широко използван в биологични банки за проби и дългосрочни последващи изследвания.

3. Предупреждение

• Влияние на материалите върху стабилността на пробатаПластмасовите флакони могат да адсорбират протеини или нуклеинови киселини, което изисква използването на материали с ниска адсорбция или повърхностна обработка. Стъклените флакони са стабилни, но не са подходящи за всички условия на замразяване. Лабораторните техници трябва да направят преценка въз основа на естеството на пробата и нуждите на експеримента.
• Значение на системата за етикетиране и проследяванеПо време на експеримента пробите лесно се объркват поради етикетиране, непълна информация и други проблеми, което сериозно влияе върху надеждността на данните. Препоръчително е да се използват етикети, отпечатани с лазер, трайни стикери за замразено съхранение или електронна система за проследяване (като RFID, баркод) за целия процес на управление на пробите.

Съхранението и обработката на кръвни проби играят решаваща роля за резултатите от експериментите, а подходящите флакони за събиране на проби не само максимизират запазването на активността и целостта на пробата, но са и предпоставка за висококачествени изследвания. С развитието на прецизната медицина и високопроизводителните технологии, търсенето на флакони за събиране на биологични проби става все по-склонно и усъвършенствано.

Химичен анализ и лабораторни проби

В аналитичната химия, откриването на лекарства, тестването за безопасност на храните и други лабораторни дейности, флаконите за събиране на проби са не само контейнери за съхранение, но и силно синергични компоненти на аналитичния процес с инструмента. Особено в течната хроматография, газовата хроматография и други високопрецизни техники за тестване, изборът на флакони е пряко свързан с възпроизводимостта и точността на анализа и стабилната работа на инструмента.

1. Приложение на флакони в течно-хроматографския и газово-хроматографския анализ

• HPLC флакониНеобходима е отлична химическа стабилност, за да се предотврати реакцията или адсорбцията на разтвора на пробата върху стената на флакона. Обикновено се използват 2 ml стъклени флакони с винтова запушалка и PTFE/силиконови капачки, които са устойчиви на органични разтворители и поддържат плътно затваряне. За фоточувствителни проби се предлагат кафяви бутилки.
• GC флакониТъй като GC анализът е силно зависим от летливостта на пробата, флаконите трябва да бъдат плътно затворени и често са изработени от стъклени флакони с капачки под налягане; освен това, за да се предотврати загубата на летливи компоненти, често се използват предварително перфорирани уплътнения за запечатване с алуминиеви капачки.
• Приложения с малки обеми на пробитеЗа високопроизводителен скрининг и откриване на следи от компоненти могат да се използват микроепруветки от 0,3 ml-0,5 ml с канюли, за да се сведе до минимум загубата на проби.

2. Размер и изисквания за съвместимост на системата за автоматично вземане на проби

Съвременните лаборатории често използват автоматични семплери за подобряване на ефективността и постоянството на откриване, като се предлагат единни стандарти за спецификациите и формите на флаконите:

• Общи спецификацииСтандартният калибър 2 мл (външен диаметър 12 мм * височина 32 мм) е основният модел за циркулация, широко съвместим с многомаркови системи за автоматично вземане на проби.
• Изисквания за външния вид на флаконаУстието на бутилката трябва да е плоско, тялото на бутилката трябва да е устойчиво на механично триене, за да се осигури стабилност на механичното затягане на рамото.
• Специализирана адаптация на тавиНякои марки системи изискват специфична структура на дъното (плоско дъно, заоблено дъно или с канали), за да се адаптира към тавата за флакони.

3. Специални материали и функционален дизайн

За да се гарантира аналитичната точност на сложни проби, лабораториите често използват специално проектирани флакони:

• Инертно боросиликатно стъклоТова е предпочитаният материал за флакони за HPLC/GC поради високата си химическа устойчивост и чистота, като по този начин се избягва реакция или адсорбция със следи от компоненти в пробата.
• PTFE уплътнителна капачкаВисока устойчивост на корозия от разтворители, многократно пробиване, подходящ за работа с игла за автоматично вземане на проби, предотвратявайки замърсяване на пробата и изтичане.
• Бутилка за третиране със силанизационна обработка: повърхността е обработена със специално покритие, за да се намали адсорбцията на полярни молекули, често използвано в анализа на следи.

Чрез избора на правилните материали, конструкция и спецификации, флаконите в химичния анализ не само подобряват ефективността на откриване и съвместимостта на инструментите, но също така допринасят за последователността и надеждността на данните от пробите. Особено при анализа на следи и автоматизираните процеси, правилната конфигурация на системите от флакони се е превърнала в един от основните детайли за гарантиране на качеството на теста.

Избор на флакони за събиране на проби от околната среда

Събирането на проби от околната среда обхваща широк спектър от среди, като вода, почва и атмосфера, а пробите имат сложен състав и могат да бъдат в екстремни условия (напр. силно корозивни, силно летливи, със следи от замърсители и др.). За да се гарантира надеждността на събраните данни и да се спазят регулаторните изисквания, е изключително важно да се изберат подходящите флакони за събиране на проби.

1. Сценарии на приложение

• Водни пробиБаокоу повърхностни води, подземни води, промишлени отпадъчни води и др., често използвани за откриване на тежки метали, органични замърсители, хранителни соли и др.
• Екстракт от почватечни проби, получени чрез химическа екстракция, съдържащи остатъци от пестициди, тежки метали или органични съединения.
• Течност за събиране на частици във въздуха: проби от частици, използвани за елуиране от филтърни мембрани или течности, абсорбиращи мехурчета.

2. Ключови изисквания за флаконите за вземане на проби

• Силно уплътнениеИзбягвайте изпаряване, изтичане или абсорбиране на влага на пробата по време на транспортиране или съхранение, особено важно за откриване на летливи органични съединения (ЛОС).
• Добра устойчивост на корозияПробите могат да съдържат силни киселини, основи или органични разтворители, което изисква използването на високо боросиликатно стъкло или бутилки, изработени от специални пластмаси.
• Инертен дизайнВътрешната стена на флакона трябва да избягва адсорбирането на замърсители или реакцията с компонентите на пробата, а някои анализи изискват използването на бутилки, които са били силанизирани или предварително измити.
• Спазване на разпоредбите за вземане на пробиВсички видове програми за мониторинг на околната среда обикновено се ръководят от национални или международни стандарти, като например Агенцията за опазване на околната среда на САЩ, Китайските стандарти за качество на околната среда за повърхностни води и др., а флаконите трябва да бъдат избрани така, че да отговарят на техните изисквания за вземане на проби.

Неправилно избраните флакони могат да причинят проблеми като разграждане на целевите вещества, адсорбция на замърсители и отклонения в празни проби, което може да повлияе на точността на резултатите от теста или дори да доведе до анулиране на данните. Следователно, научният и разумен избор на флакони за проби при мониторинг на околната среда е свързан не само с качеството на анализа, но и със съответствието и вземането на научни решения относно околната среда.

Ръководство за избор на флакон: Как да изберете въз основа на вида на пробата и аналитичните нужди

Изправени пред голямо разнообразие от флакони за събиране на проби, как да направят ефикасен и научен избор в практическата работа е често срещан проблем за експериментаторите.

1. Свойствата на пробата определят структурния избор на предварителния материал

• Свойства на самата пробаАко пробата е силно летлива, за предпочитане е стъклена бутилка с отлично запечатваща се капачка и PTFE уплътнение, за да се увеличи максимално загубата на компоненти. При силно корозивни проби трябва да се използват химически устойчиви бутилки от боросиликатно стъкло или полиетилен с висока плътност, флуорирани пластмаси и други специални материали, известни като бутилки. Освен това, за биологично активни проби, богати на нуклеинови киселини, протеини или микроорганизми, е необходимо да се използват флакони без ензими, асептично третирани, като се предпочитат материали с ниска адсорбция или инертни материали, за да се избегне разграждане на пробата или неспецифична адсорбция.
• Вид и съвместимост на аналитичното оборудванеИзползваната система за автоматично вземане на проби трябва да гарантира, че размерът на използвания флакон, точността на отвора на бутилката, дебелината на уплътнението и др. са в съответствие със стандартните спецификации на производителя на инструмента. Обикновено се използва стандартизиран стъклен флакон с винтова капачка от 2 ml, за да се гарантира, че инжекционната игла се изважда равномерно и да се избегне запушване или изтичане на иглата. За ръчно вземане на проби или дозиране се предпочита по-гъвкав тип флакон.
• Условия за съхранение на пробитеУсловията за съхранение на пробата влияят пряко върху избора на материал и структурата на затварянето на флакона. Повечето стъклени или полипропиленови флакони са подходящи за проби, които обикновено се съхраняват в хладилник за кратки периоди от време. Ако пробите трябва да се съхраняват при ниска температура (-20℃ или -80℃), трябва да се използват специални замразяващи епруветки, изработени от устойчив на ниски температури PP и снабдени с O-пръстен против изтичане. Ако пробите се съхраняват в течен азот за дълъг период от време, трябва да се използват специални флакони с течен азот и да се използват капачки с вътрешна резба или капачки, които да бъдат подсилени за запечатване, за да се предотврати замръзване и спукване на флаконите. Освен това, за фоточувствителни материали трябва да се използват и кафяви или непрозрачни флакони или да се снабдят със светлоустойчиви устройства за съхранение.
• Баланс на разходите и размера на експериментаЗа високопроизводителни експерименти или учебни лаборатории могат да се изберат достъпни пластмасови флакони, за да се намалят разходите за потребление. За прецизни анализи или работа с висококачествени проби, фокусът трябва да бъде върху чистотата на бутилката, инертността на материала и ефективността на запечатване, което може да помогне за осигуряване на точност на данните дори при малко по-висока цена. Освен това, при изграждане на библиотеки с проби или управление на дългосрочни проекти е важно да се даде приоритет на висококачествени флакони, които са с баркод, устойчиви на замразяване и замърсяване, за да се подобри ефективността на проследяването на пробите и управлението на данните.

Взети заедно, флаконът за проба, макар и малък, е важна връзка между експерименталния дизайн, качеството на пробата и аналитичните резултати. Чрез систематичното отчитане на характеристиките на пробата, експерименталното оборудване, методите за съхранение и размера на бюджета, експерименталният източник на топлина може по-научно да избере най-подходящия флакон за събиране на проба, полагайки солидна основа за целия изследователски процес.

Бъдещи тенденции и иновативни насоки

С развитието на автоматизацията на научните изследвания и концепцията за зелени експерименти, флаконите за събиране на проби се развиват в посока на спазване на принципите на забавлението и опазването на околната среда.

От една страна, високопроизводителните лаборатории имат нарастващи изисквания за скорост и плътност на обработката на пробите, което подтиква флаконите постепенно да се насочат към миниатюризация и модуларизация. Микроразмерните флакони стават все по-популярни и когато се използват с автоматизирани системи, те не само спестяват място и реактиви, но и повишават оперативната ефективност, адаптирайки се към изискванията на съвременните експерименти за скорост и прецизност.

От друга страна, научноизследователската и развойна дейност върху екологично чисти материали също се превърна във фокус на индустрията. За да се намали екологичното натоварване, причинено от пластмасите за еднократна употреба, все повече флакони използват биоразградими или биобазирани материали. В същото време процесът на опаковане и производство е опростен и екологичен, в съответствие с тенденцията за устойчиво лабораторно строителство.

В бъдеще флаконите ще бъдат не само консумативи, но и ключова част от интелигентното и устойчиво развитие на лабораториите.