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O manuseio de líquidos é uma das tarefas mais importantes (embora tediosas) no laboratório analítico. No entanto, os resultados analíticos só são precisos e reproduzíveis quando se utiliza o volume correto de amostra, solvente, reagente, titulante ou solução auxiliar. Com cada amostra ou solução preparada manualmente, o risco de resultados falsificados aumenta. Este artigo do blog discute as muitas vantagens de automatizar etapas de manuseio de líquidos. 

O que é o manuseio automatizado de líquidos e quais equipamentos são necessários?

O conceito principal do manuseio de líquidos é transportar uma solução ou reagente de forma completa, precisa e precisa de um local para outro. Ao contrário da manipulação de líquidos com, por exemplo, cilindros graduados, buretas de vidro ou pipetas, o manuseio automatizado de líquidos utiliza buretas acionadas por pistão para realizar este trabalho. 

Uma bureta acionada por pistão da Metrohm consiste em três partes principais: o pistão, o cilindro e o acionamento de dosagem (figura 1). Dentro da bureta há um pistão montado em um cilindro. O pistão é acoplado ao eixo de um acionamento de dosagem motorizado que move o pistão para cima e para baixo dentro do cilindro. 

Figure 1. Seção transversal ilustrativa de uma bureta acionada por pistão da Metrohm.

Dependendo do dispositivo de dosagem utilizado, o acionamento pode ser montado conforme mostrado na figura 1 ou girado em 180°. No exemplo mostrado aqui, o líquido pode ser aspirado através da porta IN quando o pistão desce. Por outro lado, o líquido é dosado através da porta OUT quando o pistão sobe. Um disco de válvula é usado para alternar entre essas portas.

As unidades de dosagem Metrohm 807 vêm em vários tamanhos, de 2 mL a 50 mL.
Figure 2. As unidades de dosagem Metrohm 807 vêm em vários tamanhos, de 2 mL a 50 mL.

Flexibilidade dos dispositivos de dosagem 

A Metrohm oferece dispositivos de dosagem que podem lidar com unidades de troca, dosagem ou cilindros. Buretas Metrohm, por exemplo, 807 unidades de dosagem, vêm em vários tamanhos de 2 mL a 50 mL (Figura 2). 

Dependendo da aplicação, diferentes materiais são utilizados para melhor atender à tarefa específica. Cilindros de vidro (Figura 2) são usados para manuseio de líquidos de uso geral, enquanto as unidades de dosagem ETFE 807 (Figura 3) são usados para produtos químicos mais agressivos, por exemplo, para dosagem de reagentes alcalinos ou ácido fluorídrico (HF). 

Figure 3. Exemplo de unidade de dosagem 807 ETFE (5 mL) usada para dosar produtos químicos agressivos como ácido fluorídrico.

A flexibilidade de controle significa que essas buretas podem ser usadas para diversas tarefas de manuseio de líquidos, por exemplo, adição de titulantes ou soluções auxiliares, pipetagem, diluição, preparação de amostras e muito mais. Essa flexibilidade permite que o manuseio automatizado de líquidos seja usado para muitas aplicações diferentes, como medição de amostras, preparação de amostras, diluição e adição de padrão para técnicas de análise, como titulação ou cromatografia iônica (CI).

É muito útil trabalhar com dispositivos automatizados de manuseio de líquidos em todos os tipos de setores industriais, como farmacêutico, refino petroquímico, fabricação de produtos químicos, análise ambiental e muito mais. Sempre que uma quantidade exata e conhecida de um líquido deve ser usada, automatizar esse trabalho é essencial para obter resultados mais precisos e confiáveis.
 

Leia nossa postagem no blog para saber mais sobre soluções automatizadas de manuseio de líquidos para a indústria petroquímica. 

Laboratório do futuro: análise robótica automatizada de produtos petrolíferos

Benefícios de usar o manuseio automatizado de líquidos

Automatizar tarefas de manuseio de líquidos pode melhorar drasticamente sua rotina diária de laboratório. Os seguintes benefícios são obtidos quando as práticas manuais de manuseio de líquidos são automatizadas.

Illustration of time savings

As tarefas de manuseio de líquidos são concluídas mais rapidamente ou até mesmo de forma totalmente automática, permitindo que você se concentre em outras tarefas mais exigentes. Por exemplo, um eluente pode ser misturado automaticamente com o toque de um botão, ou até mesmo uma série inteira de titulações pode ser processada durante a noite, sem a necessidade de pessoal de laboratório.

Embora haja um investimento inicial na aquisição de sistemas automatizados de manuseio de líquidos, os custos podem ser recuperados rapidamente. Isto é conseguido através do uso mais eficiente de mão de obra, superando experimentos repetidos devido a erros e evitando rejeições de produtos. Além disso, as buretas inteligentes ajudam a evitar o uso de soluções erradas, avisando antes do início do experimento.


Como você pode economizar dinheiro usando sistemas de titulação automatizados? Leia nossa postagem no blog para saber mais.

Economize dinheiro usando sistemas de titulação automatizados

Pode ser mais difícil encontrar pessoal de laboratório novo e bem treinado do que comprar outro dispositivo. A pipetagem e a dosagem manuais também precisam ser praticadas, e o usuário deve desenvolver uma rotina estruturada para produzir bons resultados. No entanto, os sistemas automatizados de manuseio de líquidos podem ser facilmente adaptados a diferentes requisitos de rendimento.

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A automação das etapas de manuseio de líquidos permite que substâncias potencialmente perigosas ou tóxicas sejam manuseadas com mais segurança, pois o contato direto com essas substâncias é minimizado. A solução é adicionada a um frasco ao qual está acoplado um dispositivo doseador. Quando a solução é necessária, o usuário só precisa apertar um botão.

Quer o dispositivo de dosagem seja usado para adição de titulante, preparação de reagentes ou aspiração precisa de uma solução de amostra, ele tem um impacto direto nos resultados da análise. Isto se deve principalmente às etapas de dosagem muito menores que podem ser realizadas com uma bureta eletrônica acionada por pistão em comparação com outras tecnologias manuais que só podem fornecer a solução gota a gota. 

A definição farmacêutica de uma gota equivale a aproximadamente 50 µL. Este volume parece bastante pequeno, mas na verdade é 2.500 vezes maior do que os menores passos de dosagem possíveis (0,02 µL) alcançáveis com uma bureta eletrônica moderna. 

Além disso, os resultados do uso de buretas de vidro padrão e cilindros de medição para tarefas manuais de manuseio de líquidos são altamente dependentes da pessoa que lê o volume e manuseia o equipamento. Com uma bureta eletrônica, o volume é medido automaticamente e o resultado é exibido digitalmente. Isso garante um alto grau de objetividade aos resultados. 
 

Saiba mais sobre as principais fontes de erros nas práticas de manuseio de líquidos durante a titulação manual em nossa postagem de blog relacionada.

Por que os resultados da sua titulação não são reproduzíveis: As principais fontes de erros na titulação manual

A repetibilidade melhora juntamente com o número de etapas automatizadas em um procedimento de manuseio de líquidos. Isso ocorre porque a bureta automática dosa sempre o mesmo volume, portanto, uma mudança de turno ou outra mudança de pessoal não tem influência neste processo.

À medida que essas buretas cumprem ISO 8655-3 requisitos, seu desempenho pode ser comprovado e certificado por testes de dosagem realizados por um Engenheiro de Serviço da Metrohm. Estes testes devem ser realizados regularmente para verificar a qualidade do cilindro de vidro e do pistão. Estas duas peças são consumíveis que devem ser trocadas ocasionalmente dependendo da frequência de utilização e dos reagentes dosados. 

O uso do manuseio automatizado de líquidos permite uma documentação mais precisa por meio do rastreamento de todas as etapas de dosagem. Isto é particularmente importante em indústrias regulamentadas, como a farmacêutica, a biotecnologia e a produção de alimentos e bebidas. Através da aquisição automática de dados, por exemplo, reagentes utilizados, volumes, tempo e outros parâmetros relevantes, é obtido um registro completo do experimento. No geral, isso ajuda a melhorar a integridade dos dados, cumprir os requisitos de conformidade e aumentar a eficiência dos processos laboratoriais.

A maioria das buretas Metrohm possui um chip implementado que salva todas as informações sobre a solução, seu título, validade e prazo de validade, para garantir que o experimento só será realizado com as soluções e condições corretas. 

Conclusão

Se você ainda trabalha manualmente com pipetas, buretas de vidro e outros tipos de cilindros de medição em seu laboratório, é hora de considerar a automação de seus processos de manuseio de líquidos. Hoje em dia, as buretas eletrônicas podem fazer muito mais do que simplesmente transferir um líquido de um lugar para outro. Adições de líquidos e preparação de amostras precisas, precisas e econômicas são apenas alguns dos benefícios de mudar para o uso automatizado de manuseio de líquidos no laboratório. 

Suas conclusões de conhecimento

Webinar sob demanda: Manuseio automatizado de líquidos – A chave para resultados precisos e reprodutíveis

Autor
Lüber

Jennifer Lüber

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

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Heike Risse

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

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