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La manipolazione dei liquidi è uno dei compiti più importanti (ma noiosi) nel laboratorio di analisi. Tuttavia, i risultati analitici sono accurati e riproducibili solo quando si utilizza il volume corretto di campione, solvente, reagente, titolante o soluzione ausiliaria. Con ogni campione o soluzione preparata manualmente aumenta il rischio di risultati falsificati. Questo articolo del blog illustra i numerosi vantaggi derivanti dall'automazione delle fasi di gestione dei liquidi.

Che cos'è la gestione automatizzata dei liquidi e quali attrezzature sono necessarie?

Il concetto principale della manipolazione dei liquidi è trasportare una soluzione o un reagente in modo completo, accurato e preciso da un luogo a un altro. Contrariamente alla manipolazione di liquidi con, ad esempio, cilindri graduati, burette di vetro o pipette, la gestione automatizzata dei liquidi utilizza burette a pistone per eseguire questo lavoro.

Una buretta a pistone di Metrohm è composta da tre parti principali: il pistone, il cilindro e il sistema di dosaggio (Figura 1). All'interno della buretta c'è un pistone montato in un cilindro. Il pistone è accoppiato all'alberino di un sistema di dosaggio motorizzato che muove il pistone su e giù all'interno del cilindro.

Figura 1. Sezione trasversale illustrativa di una buretta a pistone Metrohm.

A seconda del dispositivo di dosaggio utilizzato, l'azionamento può essere montato come mostrato nella Figura 1 o ruotato di 180°. Nell'esempio qui mostrato, il liquido può essere aspirato attraverso la porta IN quando il pistone si abbassa. Al contrario, il liquido viene dosato attraverso la porta OUT quando il pistone si solleva. Per passare da una porta all'altra viene utilizzato un disco della valvola.

Metrohm 807 Dosing Units come in various sizes from 2 mL up to 50 mL.
Figure 2. Le unità di dosaggio Metrohm 807 sono disponibili in varie dimensioni da 2 ml fino a 50 ml.

Flessibilità dei dispositivi di dosaggio 

Metrohm offre dispositivi di dosaggio in grado di gestire unità di sdosaggio o intercambiabili. Le burette Metrohm, ad esempio le unità di dosaggio 807, sono disponibili in varie dimensioni da 2 ml fino a 50 ml (Figura 2).

A seconda dell'applicazione, vengono utilizzati materiali diversi per adattarsi al meglio al compito specifico. I cilindri di vetro (Figura 2) vengono utilizzati per la manipolazione di liquidi per scopi generici, mentre le unità di dosaggio ETFE 807 (Figura 3) vengono utilizzate per sostanze chimiche più aggressive, ad esempio per il dosaggio di reagenti alcalini o acido fluoridrico (HF).

Figura 3. Esempio di un'unità di dosaggio ETFE 807 (5 mL) utilizzata per il dosaggio di sostanze chimiche aggressive come l'acido fluoridrico.

La flessibilità del controllo significa che queste burette possono essere utilizzate per varie attività di gestione dei liquidi, ad esempio l'aggiunta di titolanti o soluzioni ausiliarie, il pipettaggio, la diluizione, la preparazione dei campioni e molto altro. Questa flessibilità consente di utilizzare la gestione automatizzata dei liquidi per molte applicazioni diverse come la misurazione del campione, la preparazione del campione, la diluizione e l'aggiunta di standard per tecniche di analisi come la titolazione o la cromatografia ionica (IC).

È molto utile lavorare con dispositivi automatizzati per la gestione dei liquidi in tutti i tipi di settori industriali come quello farmaceutico, la raffinazione petrolchimica, la produzione chimica, l'analisi ambientale e altro ancora. Ogni volta che è necessario utilizzare una quantità esatta e nota di liquido, automatizzare questo lavoro è fondamentale per ottenere risultati più accurati e affidabili.

Leggi il nostro post sul blog per saperne di più sulle soluzioni automatizzate per la gestione dei liquidi per l'industria petrolchimica.

Laboratorio del futuro: analisi robotica automatizzata dei prodotti petroliferi

Vantaggi dell'utilizzo della gestione automatizzata dei liquidi

L'automazione delle attività di gestione dei liquidi può migliorare notevolmente la routine quotidiana di laboratorio. I seguenti vantaggi si ottengono automatizzando le pratiche manuali di gestione dei liquidi.

Illustration of time savings

Le attività di gestione dei liquidi vengono completate più rapidamente o addirittura in modo completamente automatico, consentendoti di concentrarti su altre attività più impegnative. Ad esempio, un eluente può essere miscelato automaticamente con il semplice tocco di un pulsante, oppure è possibile elaborare un'intera serie di titolazioni durante la notte senza la necessità del personale di laboratorio.

Sebbene sia previsto un investimento iniziale per l'acquisto di sistemi automatizzati di gestione dei liquidi, i costi possono essere recuperati rapidamente. Ciò si ottiene attraverso un uso più efficiente della manodopera, superando ripetuti esperimenti dovuti a errori e prevenendo gli scarti del prodotto. Inoltre, le burette intelligenti aiutano a evitare l'utilizzo di soluzioni sbagliate emettendo un avviso prima dell'inizio dell'esperimento.

Come si può risparmiare denaro utilizzando i sistemi di titolazione automatizzati? Leggi il nostro post sul blog per saperne di più.

Risparmia denaro utilizzando i sistemi di titolazione automatizzati

Può essere più difficile trovare personale di laboratorio nuovo e ben formato che acquistare un altro dispositivo. È inoltre necessario esercitarsi nel pipettaggio e nel dosaggio manuale e l'utente deve sviluppare una routine strutturata per produrre buoni risultati. Tuttavia, i sistemi automatizzati di gestione dei liquidi possono essere facilmente adattati a diversi requisiti di produttività.

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

L'automazione delle fasi di manipolazione dei liquidi consente di maneggiare sostanze potenzialmente pericolose o tossiche in modo più sicuro, poiché il contatto diretto con tali sostanze è ridotto al minimo. La soluzione viene aggiunta a un flacone a cui è collegato un dispositivo di dosaggio. Quando è richiesta la soluzione, l'utente deve solo premere un pulsante.

Il fatto che il dispositivo di dosaggio venga utilizzato per l'aggiunta del titolante, per la preparazione dei reagenti o per l'aspirazione accurata di una soluzione campione ha un impatto diretto sui risultati dell'analisi. Ciò è dovuto principalmente alle fasi di dosaggio molto più piccole che possono essere eseguite con una buretta elettronica a pistone rispetto ad altre tecnologie manuali che possono fornire la soluzione solo goccia a goccia.

Nella definizione farmaceutica una goccia equivale a circa 50 µL. Questo volume sembra piuttosto piccolo ma in realtà è 2500 volte maggiore dei più piccoli passaggi di dosaggio possibili (0,02 µL) ottenibili con una moderna buretta elettronica.

Inoltre, i risultati derivanti dall'utilizzo di burette in vetro e cilindri graduati standard per attività manuali di gestione dei liquidi dipendono fortemente dalla persona che legge il volume e maneggia l'attrezzatura. Con una buretta elettronica, il volume viene misurato automaticamente e il risultato viene visualizzato digitalmente. Ciò garantisce un elevato grado di oggettività dei risultati.

Scopri di più sulle principali fonti di errore derivanti dalle pratiche di gestione dei liquidi durante la titolazione manuale nel nostro post sul blog correlato.

Perché i risultati della titolazione non sono riproducibili: le principali fonti di errore nella titolazione manuale

La ripetibilità migliora insieme al numero di passaggi automatizzati in una procedura di gestione dei liquidi. Questo perché la buretta automatica dosa ogni volta lo stesso volume, quindi un cambio di turno o un altro cambio di personale non ha alcuna influenza su questo processo.

Poiché queste burette soddisfano i requisiti ISO 8655-3 le loro prestazioni possono essere dimostrate e certificate mediante test di dosaggio eseguiti da un tecnico dell'assistenza Metrohm. Questi test dovrebbero essere eseguiti regolarmente per verificare la qualità del cilindro e del pistone in vetro. Queste due parti sono materiali di consumo che devono essere sostituiti occasionalmente a seconda della frequenza di utilizzo e dei reagenti dosati.

L'utilizzo della gestione automatizzata dei liquidi consente una documentazione più precisa attraverso il monitoraggio di tutte le fasi di dosaggio. Ciò è particolarmente importante nei settori regolamentati come quello farmaceutico, della biotecnologia e della produzione di alimenti e bevande. Attraverso l'acquisizione automatica dei dati, ad esempio reagenti utilizzati, volumi, tempo e altri parametri rilevanti, si ottiene una registrazione completa dell'esperimento. Nel complesso, ciò contribuisce a migliorare l'integrità dei dati, a soddisfare i requisiti di conformità e ad aumentare l'efficienza dei processi di laboratorio.

La maggior parte delle burette Metrohm sono dotate di un chip implementato che salva tutte le informazioni sulla soluzione, il suo titolo, la validità e la data di scadenza, per garantire che l'esperimento venga eseguito solo con le soluzioni e le condizioni corrette.

Conclusioni

Se nel tuo laboratorio lavori ancora manualmente con pipette, burette in vetro e altri tipi di cilindri graduati, è tempo di considerare l'automazione dei processi di gestione dei liquidi. Al giorno d'oggi, le burette elettroniche possono fare molto di più che semplicemente trasferire un liquido da un luogo a un altro. Aggiunte di liquidi e preparazione dei campioni accurate, precise ed economicamente vantaggiose sono solo alcuni dei vantaggi derivanti dal passaggio all'utilizzo della gestione automatizzata dei liquidi in laboratorio.

Ulteriori informazioni

On-demand webinar: Automated liquid handling – The key to accurate and reproducible results

Autore
Lüber

Jennifer Lüber

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

Contatto

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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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