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La manipulación de líquidos es una de las tareas más importantes (aunque tediosas) en el laboratorio analítico. Sin embargo, los resultados analíticos solo son precisos y reproducibles cuando se utiliza el volumen correcto de muestra, disolvente, reactivo, titulante o solución auxiliar. Con cada muestra o solución preparada manualmente, aumenta el riesgo de resultados falsificados. Este artículo de blog analiza las numerosas ventajas de automatizar los pasos de manipulación de líquidos.

¿Qué es la manipulación automatizada de líquidos y qué equipo se necesita?

El concepto principal de la manipulación de líquidos es transportar una solución o reactivo de forma completa, exacta y precisa de un lugar a otro. A diferencia de la manipulación de líquidos, por ejemplo con cilindros graduados, buretas de vidrio o pipetas, la manipulación automatizada de líquidos utiliza buretas accionadas por pistón para realizar este trabajo. 

Una bureta de pistón de Metrohm consta de tres partes principales: el pistón, el cilindro y el accionamiento de dosificación (Figura 1). Dentro de la bureta hay un pistón montado en un cilindro. El pistón está acoplado al eje de un dosificador motorizado que mueve el pistón hacia arriba y hacia abajo dentro del cilindro. 

Figure 1. Sección ilustrativa de una bureta de pistón de Metrohm.

Dependiendo del dispositivo dosificador utilizado, el accionamiento se puede montar como se muestra en Figura 1 o girado 180°. En el ejemplo que se muestra aquí, se puede aspirar líquido a través del puerto de ENTRADA cuando el pistón desciende. Por el contrario, el líquido se dosifica a través del puerto de SALIDA cuando el pistón sube. Se utiliza un disco de válvula para cambiar entre estos puertos.

Las unidades de dosificación Metrohm 807 vienen en varios tamaños, desde 2 ml hasta 50 ml.
Figure 2. Las unidades de dosificación Metrohm 807 vienen en varios tamaños, desde 2 ml hasta 50 ml.

Flexibilidad de los dispositivos de dosificación. 

Metrohm ofrece dispositivos de dosificación que pueden manejar unidades de intercambio, dosificación o cilindros. Las buretas Metrohm, por ejemplo, las unidades de dosificación 807, vienen en varios tamaños, desde 2 ml hasta 50 ml (Figura 2). 

Dependiendo de la aplicación, se utilizan diferentes materiales para adaptarse mejor a la tarea específica. Cilindros de vidrio (Figura 2) se utilizan para el manejo de líquidos de uso general, mientras que las unidades de dosificación ETFE 807 (figura 3) se utilizan para productos químicos más agresivos, p. ej. para dosificar reactivos alcalinos o ácido fluorhídrico (HF). 

Figure 3. Ejemplo de una unidad de dosificación 807 ETFE (5 ml) utilizada para dosificar productos químicos agresivos como el ácido fluorhídrico.

La flexibilidad de control significa que estas buretas se pueden utilizar para diversas tareas de manipulación de líquidos, por ejemplo, la adición de titulantes o soluciones auxiliares, pipeteo, dilución, preparación de muestras y mucho más. Esta flexibilidad permite utilizar el manejo automatizado de líquidos para muchas aplicaciones diferentes, como medición de muestras, preparación de muestras, dilución y adición de estándares para técnicas de análisis como titulación o cromatografía iónica (IC).

Es muy útil para trabajar con dispositivos automatizados de manipulación de líquidos en todo tipo de sectores industriales como el farmacéutico, la refinación petroquímica, la fabricación de productos químicos, el análisis ambiental y más. Siempre que se debe utilizar una cantidad exacta y conocida de líquido, automatizar este trabajo es imprescindible para obtener resultados más precisos y confiables.
 

Lea nuestra publicación de blog para obtener más información sobre las soluciones automatizadas de manipulación de líquidos para la industria petroquímica. 

Laboratorio del futuro: análisis robótico automatizado de productos petrolíferos

Beneficios de utilizar el manejo automatizado de líquidos

La automatización de las tareas de manipulación de líquidos puede mejorar drásticamente su rutina diaria de laboratorio. Se obtienen los siguientes beneficios cuando se automatizan las prácticas manuales de manipulación de líquidos.

Illustration of time savings

Las tareas de manipulación de líquidos se completan más rápidamente o incluso de forma completamente automática, lo que le permite centrarse en otras tareas más exigentes. Por ejemplo, un eluyente se puede mezclar automáticamente con solo tocar un botón, o incluso se puede procesar una serie completa de titulaciones durante la noche sin necesidad de personal de laboratorio.

Aunque existe una inversión inicial al comprar sistemas automatizados de manipulación de líquidos, los costos se pueden recuperar rápidamente. Esto se logra mediante un uso más eficiente de la mano de obra, superando experimentos repetidos debido a errores y evitando rechazos de productos. Además, las buretas inteligentes ayudan a evitar el uso de soluciones incorrectas al dar una advertencia antes de que comience el experimento.


¿Cómo se puede ahorrar dinero utilizando sistemas de titulación automatizados? Lea nuestra publicación de blog para obtener más información.

Ahorre dinero utilizando sistemas de titulación automatizados

Puede resultar más difícil encontrar personal de laboratorio nuevo y bien capacitado que comprar otro dispositivo. También es necesario practicar el pipeteo y la dosificación manuales, y el usuario debe desarrollar una rutina estructurada para producir buenos resultados. Sin embargo, los sistemas automatizados de manipulación de líquidos se pueden adaptar fácilmente a diferentes requisitos de rendimiento.

Brown shoes making decision at the cross road - safety or risk

La automatización de los pasos de manipulación de líquidos permite manipular sustancias potencialmente peligrosas o tóxicas de forma más segura, ya que se minimiza el contacto directo con estas sustancias. La solución se añade a una botella a la que se adjunta un dispositivo dosificador. Cuando se requiere la solución, el usuario sólo necesita presionar un botón.

Ya sea que el dispositivo dosificador se utilice para agregar titulante, preparar reactivos o aspirar con precisión una solución de muestra, tiene un impacto directo en los resultados del análisis. Esto se debe principalmente a los pasos de dosificación mucho más pequeños que se pueden realizar con una bureta electrónica accionada por pistón en comparación con otras tecnologías manuales que solo pueden proporcionar la solución gota a gota. 

La definición farmacéutica una gota equivale aproximadamente a 50 µL. Este volumen parece bastante pequeño, pero en realidad es 2500 veces mayor que los pasos de dosificación más pequeños posibles (0,02 µL) que se pueden lograr con una bureta electrónica moderna. 

Además, los resultados del uso de buretas de vidrio estándar y cilindros medidores para tareas manuales de manipulación de líquidos dependen en gran medida de la persona que lee el volumen y manipula el equipo. Con una bureta electrónica, el volumen se mide automáticamente y el resultado se muestra digitalmente. Esto garantiza un alto grado de objetividad en los resultados. 
 

Obtenga más información sobre las principales fuentes de errores de las prácticas de manipulación de líquidos durante la titulación manual en nuestra publicación de blog relacionada.

Por qué los resultados de su titulación no son reproducibles: las principales fuentes de error en la titulación manual

La repetibilidad mejora junto con la cantidad de pasos automatizados en un procedimiento de manipulación de líquidos. Esto se debe a que la bureta automática dosifica el mismo volumen cada vez, por lo que un cambio de turno u otro cambio de personal no influye en este proceso.

Como estas buretas cumplen ISO 8655-3 requisitos, su rendimiento puede probarse y certificarse mediante pruebas de dosificación realizadas por un ingeniero de servicio de Metrohm. Estas pruebas deben realizarse periódicamente para comprobar la calidad del cilindro de vidrio y del pistón. Estas dos piezas son consumibles que deben cambiarse ocasionalmente dependiendo de su frecuencia de uso y de los reactivos que se dosifiquen. 

El uso de manipulación automatizada de líquidos permite una documentación más precisa mediante el seguimiento de todos los pasos de dosificación. Esto es particularmente importante en industrias reguladas como la farmacéutica, la biotecnología y la fabricación de alimentos y bebidas. Mediante la adquisición automática de datos, por ejemplo, reactivos utilizados, volúmenes, tiempo y otros parámetros relevantes, se obtiene un registro completo del experimento. En general, esto ayuda a mejorar la integridad de los datos, cumplir con los requisitos de cumplimiento y aumentar la eficiencia de los procesos de laboratorio.

La mayoría de las buretas Metrohm tienen implementado un chip que guarda toda la información sobre la solución, su título, la validez y la fecha de caducidad, para garantizar que el experimento solo se realizará con las soluciones y condiciones correctas. 

Conclusión

Si todavía trabaja manualmente con pipetas, buretas de vidrio y otros tipos de cilindros medidores en su laboratorio, es hora de considerar la automatización para sus procesos de manipulación de líquidos. Hoy en día, las buretas electrónicas pueden hacer mucho más que simplemente transferir un líquido de un lugar a otro. Las adiciones de líquidos y la preparación de muestras exactas, precisas y rentables son solo algunos de los beneficios de cambiar al manejo automatizado de líquidos en el laboratorio. 

Más información

Webinar: Manipulación automatizada de líquidos: la clave para obtener resultados precisos y reproducibles

Autora
Lüber

Jennifer Lüber

Product Specialist Liquid Handling and Lab Robotics
Metrohm International Headquarters, Herisau, Switzerland

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Risse

Heike Risse

Head of Competence Center Liquid Handling and Lab Robotics
Metrohm International Headquarters, Herisau, Switzerland

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