Le rôle des tubes de précision dans les systèmes de distribution de liquide :Partie 2 sur 3

Comment les caractéristiques des tubes affectent le processus et sa précision

Dans les domaines de la biotechnologie et de l'automatisation des laboratoires, le diagnostic in vitro (IVD) mondial Le marché devrait atteindre 96 milliards de dollars d'ici 2025 selon le cabinet d'études MarketsandMarket™. Il est logique que l'utilisation d'un système de distribution de liquide automatisé s augmentera avec la demande de DIV.

De nombreuses variables ont un impact sur les performances de ces systèmes de distribution de fluides , y compris :

• Le type de liquide échantillonné
• Tout réactif chimique utilisé
• Le type de dispositif de pompage
• La quantité de force exercée par la pompe

De plus, les tubes utilisés dans ces systèmes peut affecter de manière significative le processus de distribution de fluide et la précision des tests dans les applications IVD et autres. Examinons de plus près certaines considérations importantes pour les tubes de précision utilisés dans les systèmes de distribution de liquide.

Comment pouvez-vous réduire le transfert dans les systèmes de distribution de fluide ?

La partie 1 de cette série de blogs sur les systèmes de distribution de liquide a abordé le problème potentiel du report . Cela peut se produire lorsque le liquide d'un échantillon précédent n'est pas complètement éliminé, ce qui peut entraîner des problèmes de contamination dans les échantillons suivants.

Entre autres choses, le report peut être causé par :

• Un liquide mèche à l'extérieur d'un tube distributeur
• La formation d'une "dernière goutte ” qui traîne au fond du tube

Dans toute procédure de laboratoire, le maintien d'un environnement propre est crucial. Donc, naturellement, le nettoyage de la tubulure fait partie du processus d'utilisation des systèmes de distribution de liquide - aidant à réduire la quantité de transfert au 4 ppb communément accepté (ou mieux).

La réduction du transfert d'un échantillon à un autre combat non seulement la contamination, mais aide également à faire deux choses :

1. Réduit le coût total du test grâce à une utilisation plus efficace des réactifs, qui sont très coûteux
2. Améliore la précision des résultats de test en distribuant des quantités plus précises de liquide

Le nettoyage suffit-il à lui seul à éviter les résidus ?

L'efficacité globale du processus de lavage — c'est-à-dire si tous les résidus de l'échantillon précédent peuvent être éliminés des systèmes de distribution de liquide — variera d'une application à l'autre, car le nettoyage dépend de nombreux facteurs.

Ces facteurs incluent (mais ne sont certainement pas limités à) :

• Le temps alloué pour le nettoyage
• La solution de nettoyage utilisée (puisque différents métaux peuvent nécessiter des solutions différentes)
• La quantité de solution de nettoyage utilisée
• Si vous avez le temps de tremper dans l'eau de Javel
• Combien de fois une solution de nettoyage et/ou de l'eau peut-elle être rincée dans le système ?
• Le volume d'eau utilisé (environ 100 fois le volume de l'échantillon est une norme courante)
• La pression appliquée lorsqu'un système est nettoyé et rincé

Cependant, atteindre un minimum de report peut être plus difficile dans les grands laboratoires où un volume élevé de tests doit être effectué pour être rentable.

De plus, étant donné que les systèmes de distribution de liquide utilisent souvent des tubes avec des diamètres intérieurs (ID) aussi petits que 50 ou 100 microns, les caractéristiques du tube de précision lui-même ont un impact à la fois sur le transfert et le processus de nettoyage.

Comment la coupe de l'extrémité du tube affecte-t-elle le report dans les systèmes de distribution de liquide ?

Comme mentionné dans le blog précédent, la manière dont l'extrémité du tube est formée peut aider à réduire le risque de transfert dans les systèmes de distribution de liquide. Par exemple, arrondir l'extrémité de distribution du tube réduira la capacité d'une dernière goutte à se former ; cependant, cela peut également permettre à l'effet de mèche de se produire, selon le liquide qui est distribué.

Ou, au lieu d'une coupure plate à 90 º à l'extrémité du tube, avoir une extrémité plus inclinée et pointue avec des parois pointues fournirait moins de surface sur laquelle une dernière goutte peut se former. Cependant, encore une fois en fonction du liquide qui est distribué, cette extrémité "pointue" peut modifier la façon dont le liquide sort du tube, ce qui peut à son tour avoir un impact sur la précision des tests.

Cependant, avec des tubes de précision dont le diamètre est presque aussi petit qu'un cheveu, il peut être difficile d'obtenir une coupe nette. De plus, des précautions particulières doivent être prises pour ne pas écraser le tube pendant le processus de coupe.

Mais en supposant que la coupure appropriée puisse être obtenue (une tâche qui est une spécialité de Metal Cutting Corporation), tout problème éventuel associé à l'extrémité du tube peut être résolu en :

• Tester la tubulure avec le liquide spécifique qui sera distribué
• Identifier le processus qui permet d'obtenir le plus (mais de manière réaliste, peut-être pas la totalité) des résultats souhaités

Comment l'identification des tubulures affecte-t-elle les systèmes de distribution de fluide ?

La règle générale est que plus le diamètre intérieur du tube est petit, meilleure est la précision dans les systèmes de distribution de fluide . En effet, un petit ID produit des vitesses linéaires plus rapides et des "zones de mélange" plus petites, permettant aux composants de l'échantillon de rester aussi concentrés que possible.

L'un des aspects les plus importants de l'identification des tubes dans ces systèmes de distribution est sa finition de surface . L'American Society of Metals définit la finition de surface comme "l'état de la surface résultant d'un traitement final et des caractéristiques mesurées du profil de surface, le terme préféré étant la rugosité".

Il est généralement admis que plus la surface ID est rugueuse, plus il peut y avoir de report et, selon nous, plus il devient difficile d'atteindre 4 ppb. En effet, une surface d'identification de tube plus rugueuse présente de minuscules "coins et recoins" où les résidus liquides peuvent être protégés des effets du processus de lavage.

Ainsi, en plus d'avoir la bonne extrémité coupée sur le tube (par exemple, plate, inclinée ou arrondie), avoir une surface d'identification de tube aussi lisse que possible peut aider à réduire davantage les risques de transfert d'un échantillon à un autre.

Une valeur Ra ​​ou RMS de 6-8 est considérée comme un bon niveau de lissage. (La moyenne arithmétique, ou Ra, est la rugosité moyenne exprimée en unités de hauteur, généralement en microns. Le RMS, également connu sous le nom de Rq, est la valeur quadratique moyenne correspondant au Ra.)

De plus, l'ID de la tubulure déterminera la fluidité de l'écoulement des échantillons dans les systèmes de distribution de liquide. Les imperfections de la finition de surface peuvent entraîner des tourbillons, des tourbillons ou des secousses du liquide lorsqu'il sort du tube, ce qui peut créer des problèmes dans les applications où il est essentiel que le liquide soit distribué en douceur.

Comment le diamètre extérieur des tubes affecte-t-il les systèmes de distribution de liquide ?

Une finition de surface lisse sur le diamètre extérieur (OD) du tube est également important si un processus de test nécessite une aspiration , dans lequel le tube entier pénètre dans le liquide pour faire le vide. Cependant, la finition de surface OD est beaucoup moins un facteur dans le processus de distribution.

En cours de micro-pipetage , qui implique à la fois l'aspiration et la distribution, mais généralement un seul liquide, le transfert dans la tubulure est moins problématique tant que :

• La pipette est calibrée numériquement pour distribuer une quantité exacte de liquide à plusieurs reprises
• La tolérance de l'instrument de distribution (par exemple, ±2-3 % ou ±5 %) - et par conséquent, la quantité de liquide qui peut rester dans le tube - est prise en compte

Comment peut-on améliorer la finition de surface du diamètre intérieur des tubes ?

Étant donné que toute variation de la paroi intérieure d'un canal de distribution peut avoir un impact sur le processus utilisé dans les systèmes de distribution de liquide, avoir un ID propre et sans bavure est extrêmement important.

Si vous vous êtes donné la peine de choisir un type particulier de tube à une longueur spécifiée et que vous l'avez testé avec la machine et la pompe choisies pour déterminer qu'il distribue le bon volume d'échantillon, vous ne voulez certainement pas compromettre la précision du test. en ne spécifiant pas non plus la finition de surface souhaitée pour l'ID de tube .

Heureusement, la technologie a évolué de sorte qu'il existe maintenant plusieurs méthodes qui peuvent être utilisées pour améliorer la finition de surface sur le diamètre intérieur de très petits tubes de précision utilisés dans les systèmes de distribution de liquide. Certaines options incluent :

• Micropolissage et/ou passivation
• Amélioration de l'alésage grâce à l'utilisation d'un processus "d'étirage brillant"
• Revêtements tels que silicone, PTFE ou PSX
• Usinage par flux abrasif ou rodage par extrusion

Comme pour la coupe d'extrémité sur le tube, tout problème éventuel associé à une méthode de finition doit être mis en balance avec les objectifs généraux et le processus qui, de manière réaliste, donnera les meilleurs résultats.

Par exemple, le revêtement des tubes utilisés dans les systèmes de distribution de liquide peut aider à résoudre les problèmes de transfert. Cependant, lorsque le tube est coupé pour répondre aux exigences d'un système et d'une application particuliers, des parties du revêtement peuvent être exposées, ce qui réduit son efficacité.

C'est là que Metal Cutting a réussi à couper des tubes revêtus sans affecter le revêtement, avec des résultats validés lors de tests pour des applications spécifiques.)

Portez une attention particulière aux spécifications de vos tubes !

Avec le large éventail de facteurs qui peuvent avoir un impact sur la précision des systèmes de distribution de liquide, spécifier les caractéristiques des tubes utilisés dans ces systèmes peut sembler une tâche ardue.

Heureusement, le bon fournisseur de tubes métalliques et son équipe d'ingénieurs peuvent vous aider à choisir une méthode de coupe, une finition de surface ID et d'autres fonctionnalités qui répondront à vos besoins et seront rentables pour votre application particulière.

Dans la partie 3 de cette série de blogs, vous pouvez lire comment la haute pression affecte les tubes de précision utilisés dans les systèmes de distribution de liquide. Ou pour explorer différentes options de coupe de précision pour vos besoins en tubes métalliques ou autres pièces métalliques, téléchargez notre guide gratuit, Choisissez en toute confiance :Comparaison des méthodes de coupe à 2 axes.