Điện thoại: +86-511-85946569
tin tức

tin tức

Từ mẫu máu đến mẫu môi trường: Phân tích ứng dụng của các loại ống đựng mẫu khác nhau

Giới thiệu

Trong nghiên cứu khoa học hiện đại và phân tích thực nghiệm, phòng thu thập mẫu là bước đầu tiên để đảm bảo độ tin cậy của dữ liệu. Và trong quá trình này, các lọ đựng mẫu, với vai trò là vật chứa quan trọng để bảo quản và vận chuyển mẫu, việc lựa chọn và sử dụng chúng có liên quan trực tiếp đến tính toàn vẹn và ổn định của mẫu cũng như độ chính xác của các phân tích tiếp theo.

Các lọ đựng mẫu được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực.Các loại lọ khác nhau được phân biệt cẩn thận về chất liệu, cấu trúc, chất phụ gia và nắp đậy để phù hợp với các mẫu khác nhau có tính chất lý hóa, nhu cầu phân tích và điều kiện bảo quản khác nhau.

Phân loại cơ bản các loại lọ đựng mẫu

Các loại mẫu khác nhau có yêu cầu khác nhau đối với các loại lọ đựng mẫu trong quá trình thu thập và bảo quản. Do đó, hiểu được phân loại cơ bản của các loại lọ đựng mẫu sẽ giúp các nhà nghiên cứu đưa ra lựa chọn phù hợp nhất theo nhu cầu thực tế. Nhìn chung, các ống đựng mẫu có thể được phân loại theo vật liệu, phương pháp niêm phong và kích thước như dung môi và hình thái cấu trúc.

1. Phân loại theo chất liệu: thủy tinh so với nhựa

  • Ống đựng mẫu bằng thủy tinhThường được làm từ thủy tinh borosilicat cao cấp với độ trơ hóa học và độ ổn định nhiệt tốt, phù hợp với hầu hết các dung môi hữu cơ và các tình huống xử lý ở nhiệt độ cao. Đặc biệt trong phân tích độ chính xác cao hoặc thu thập các hợp chất dễ bị hấp phụ, lọ thủy tinh có thể tránh hiệu quả sự suy giảm hoặc nhiễm bẩn mẫu.
  • Lọ đựng mẫu bằng nhựaCác vật liệu phổ biến bao gồm polypropylene, polyethylene, polycarbonate, v.v. Chúng có khả năng chịu va đập tốt hơn và nhẹ hơn, phù hợp cho việc đông lạnh ở nhiệt độ cực thấp, thu thập mẫu sinh học và xét nghiệm lâm sàng thường quy. Một số loại lọ nhựa cao cấp cũng có khả năng chống ăn mòn hóa học ở một mức độ nhất định.

2. Phân loại theo phương pháp làm kín: kiểu vít, kiểu lưỡi lê, kiểu gioăng

  • Loại vặn vítĐây là loại phổ biến nhất, dễ mở và đóng, phù hợp với hầu hết các nhu cầu phòng thí nghiệm thông thường. Nắp vặn thường được kết hợp với gioăng PTFE/silicone để đảm bảo độ kín và khả năng tương thích hóa học.
  • Loại lưỡi lê: Đóng nhanh bằng một cú búng tay, thích hợp cho các thao tác nhanh hoặc những trường hợp cần mở thường xuyên, chủ yếu được sử dụng trong các nền tảng tự động hóa hoặc một số quy trình thử nghiệm tiêu chuẩn.
  • Loại tuyếnĐược niêm phong bằng nắp và gioăng kim loại, kín khí nhất, thường được sử dụng trong sắc ký khí và các thí nghiệm khác yêu cầu kiểm soát độ bay hơi cao. Thích hợp cho việc bảo quản và vận chuyển lâu dài, đặc biệt được sử dụng rộng rãi trong kiểm tra mẫu môi trường.

3. Phân loại theo thể tích và hình dạng: tiêu chuẩn, thu nhỏ, đáy hình nón, v.v.

Ứng dụng trong các mẫu sinh học (ví dụ như mẫu máu)

Là một trong những mẫu sinh học phổ biến và cơ bản nhất, máu được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, bao gồm chẩn đoán lâm sàng, xét nghiệm di truyền và nghiên cứu proteomics. Do thành phần phức tạp và hoạt tính sinh học mạnh mẽ, yêu cầu đối với các dụng cụ thu thập mẫu đặc biệt nghiêm ngặt. Các lọ đựng mẫu được sử dụng cho các ứng dụng khác nhau có sự khác biệt về chất phụ gia, vật liệu và thiết kế cấu trúc, điều này ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng mẫu và độ chính xác của phân tích tiếp theo.

1. Môi trường và mục đích sử dụng

  • Xét nghiệm y tế lâm sàngĐối với các xét nghiệm máu, sinh hóa, điện giải, nồng độ hormone thông thường, cần phải nhanh chóng, hiệu quả, tránh hiện tượng tan máu và nhiễm bẩn.
  • Nghiên cứu sinh học phân tửVí dụ như RNA-seq, giải trình tự toàn bộ hệ gen (WGS), qPCR, v.v., đòi hỏi điều kiện bảo quản mẫu và tính toàn vẹn của axit nucleic cao hơn.
  • Phân tích protein và chuyển hóa: Quan ngại về khả năng ức chế hoạt động của protease, khả năng tương thích với dung môi, độ ổn định sau nhiều lần đông lạnh và rã đông.

2. Các loại và cấu hình lọ đựng mẫu thông dụng

  • Chứa các lọ thuốc chống đông máuỐng nghiệm EDTA được sử dụng rộng rãi trong xét nghiệm huyết học và chiết tách axit nucleic, có thể ức chế hiệu quả quá trình đông máu và bảo vệ hình thái tế bào; ống nghiệm Heparin thích hợp cho phân tích huyết tương, thích hợp cho một số xét nghiệm hóa học nhất định (ví dụ: phân tích khí máu), nhưng gây nhiễu một số phản ứng PCR; và ống nghiệm Natri citrat chủ yếu được sử dụng cho xét nghiệm chức năng đông máu.
  • ống thu thập máu nguyên chất không chứa chất phụ gia: Được sử dụng để xét nghiệm huyết thanh, chẳng hạn như xét nghiệm máu, chức năng thận, xét nghiệm miễn dịch, v.v. Sau khi máu đông tự nhiên, huyết thanh được tách bằng phương pháp ly tâm để tránh các chất phụ gia hóa học gây ảnh hưởng đến phản ứng thí nghiệm.
  • Các lọ chuyên dụng để bảo quản lạnhĐược làm từ vật liệu PP cường độ cao, có khả năng chịu được nhiệt độ cực thấp (-80℃ đến môi trường nitơ lỏng). Thường được sử dụng để bảo quản lâu dài huyết tương, huyết thanh, các thành phần tế bào, v.v., được sử dụng rộng rãi trong các ngân hàng mẫu sinh học và các nghiên cứu theo dõi dài hạn.

3. Lưu ý

  • Ảnh hưởng của vật liệu đến độ ổn định của mẫuCác lọ nhựa có thể hấp thụ protein hoặc axit nucleic, do đó cần sử dụng vật liệu có khả năng hấp thụ thấp hoặc xử lý bề mặt. Lọ thủy tinh ổn định nhưng không phù hợp với mọi điều kiện đông lạnh. Kỹ thuật viên phòng thí nghiệm cần đưa ra đánh giá dựa trên bản chất của mẫu và nhu cầu của thí nghiệm.
  • Tầm quan trọng của hệ thống ghi nhãn và truy xuất nguồn gốcTrong quá trình thí nghiệm, các mẫu dễ bị nhầm lẫn do việc dán nhãn, thông tin không đầy đủ và các vấn đề khác, điều này ảnh hưởng nghiêm trọng đến độ tin cậy của dữ liệu. Do đó, nên sử dụng nhãn in bằng laser, nhãn dán bền cho bảo quản đông lạnh hoặc hệ thống theo dõi điện tử (như RFID, mã vạch) cho toàn bộ quá trình quản lý mẫu.

Việc bảo quản và xử lý mẫu máu đóng vai trò quyết định đến kết quả thí nghiệm, và các lọ đựng mẫu phù hợp không chỉ tối đa hóa việc bảo quản hoạt tính và tính toàn vẹn của mẫu mà còn là điều kiện tiên quyết cho nghiên cứu chất lượng cao. Với sự phát triển của y học chính xác và công nghệ thông lượng cao, nhu cầu về các lọ đựng mẫu sinh học ngày càng trở nên khắt khe và đòi hỏi sự tinh chế cao hơn.

Phân tích hóa học và mẫu thí nghiệm

Trong hóa phân tích, nghiên cứu phát hiện thuốc, kiểm nghiệm an toàn thực phẩm và các công việc phòng thí nghiệm khác, các lọ đựng mẫu không chỉ là vật chứa mà còn là thành phần có tính tương hỗ cao trong quá trình phân tích với thiết bị. Đặc biệt trong sắc ký lỏng, sắc ký khí và các kỹ thuật kiểm tra độ chính xác cao khác, việc lựa chọn lọ đựng mẫu có liên quan trực tiếp đến khả năng tái lập và độ chính xác của phân tích cũng như sự hoạt động ổn định của thiết bị.

1. Ứng dụng của lọ đựng mẫu trong phân tích sắc ký lỏng và sắc ký khí.

  • Lọ HPLCĐộ ổn định hóa học tuyệt vời là điều cần thiết để ngăn dung dịch mẫu phản ứng hoặc hấp phụ vào thành lọ. Thông thường, người ta sử dụng các lọ thủy tinh 2 ml có nắp vặn với gioăng PTFE/silicone, có khả năng chống lại các dung môi hữu cơ và giữ kín tốt. Đối với các mẫu nhạy sáng, có sẵn các chai màu nâu.
  • Lọ GCVì phân tích GC phụ thuộc rất nhiều vào độ bay hơi của mẫu, nên các lọ đựng mẫu cần được niêm phong kín và thường được làm bằng lọ thủy tinh có nắp chịu áp lực; ngoài ra, để ngăn ngừa sự thất thoát các thành phần dễ bay hơi, người ta thường sử dụng gioăng đã được đục lỗ sẵn để niêm phong bằng nắp nhôm.
  • Ứng dụng với thể tích mẫu nhỏĐể sàng lọc tốc độ cao và phát hiện các thành phần vết, có thể sử dụng các ống nghiệm nhỏ 0,3 ml-0,5 ml có ống thông để giảm thiểu thất thoát mẫu.

2. Kích thước và yêu cầu về khả năng tương thích của hệ thống lấy mẫu tự động

Các phòng thí nghiệm hiện đại thường sử dụng máy lấy mẫu tự động để nâng cao hiệu quả và tính nhất quán trong phát hiện, và các tiêu chuẩn thống nhất được đề xuất cho thông số kỹ thuật và hình dạng của lọ đựng mẫu:

  • Thông số kỹ thuật chung: Loại có đường kính tiêu chuẩn 2ml (đường kính ngoài 12mm * chiều cao 32mm) là mẫu tuần hoàn chính, tương thích rộng rãi với nhiều hệ thống lấy mẫu tự động của các thương hiệu khác nhau.
  • Yêu cầu về hình thức lọMiệng chai cần phải phẳng, thân chai cần phải có khả năng chịu ma sát cơ học để đảm bảo độ ổn định khi kẹp của cánh tay máy.
  • Điều chỉnh khay chuyên dụngMột số nhãn hiệu hệ thống yêu cầu cấu trúc đáy cụ thể (đáy phẳng, đáy tròn hoặc có rãnh) để phù hợp với khay đựng lọ.

3. Vật liệu đặc biệt và thiết kế chức năng

Để đảm bảo độ chính xác phân tích của các mẫu phức tạp, các phòng thí nghiệm thường sử dụng các lọ đựng mẫu được thiết kế đặc biệt:

  • Thủy tinh borosilicat trơĐây là vật liệu lọ được ưa chuộng cho HPLC/GC vì khả năng kháng hóa chất cao và độ sạch tốt, tránh phản ứng hoặc hấp phụ với các thành phần vết trong mẫu.
  • Nắp gioăng PTFEKhả năng chống ăn mòn dung môi cao, khả năng đâm xuyên lặp lại, phù hợp với hoạt động kim lấy mẫu tự động, tránh nhiễm bẩn và rò rỉ mẫu.
  • Chai xử lý silan hóaBề mặt được xử lý bằng một lớp phủ đặc biệt để giảm sự hấp phụ của các phân tử phân cực, thường được sử dụng trong phân tích vết.

Bằng cách lựa chọn vật liệu, cấu tạo và thông số kỹ thuật phù hợp, các lọ đựng mẫu trong phân tích hóa học không chỉ cải thiện hiệu quả phát hiện và khả năng tương thích với thiết bị, mà còn góp phần vào tính nhất quán và độ tin cậy của dữ liệu mẫu. Đặc biệt trong phân tích vết và các quy trình tự động, cấu hình phù hợp của hệ thống lọ đựng mẫu đã trở thành một trong những chi tiết cốt lõi để đảm bảo chất lượng của thử nghiệm.

Lựa chọn lọ đựng mẫu trong quá trình thu thập mẫu môi trường.

Việc thu thập mẫu môi trường bao gồm nhiều loại môi trường khác nhau, chẳng hạn như nước, đất và không khí, và các mẫu có thành phần phức tạp và có thể ở trong điều kiện khắc nghiệt (ví dụ: có tính ăn mòn cao, dễ bay hơi, chất gây ô nhiễm vi lượng, v.v.). Để đảm bảo độ tin cậy của dữ liệu thu thập được và tuân thủ các yêu cầu quy định, việc lựa chọn các lọ đựng mẫu phù hợp là rất quan trọng.

1. Các kịch bản ứng dụng

  • Mẫu nước: Nước mặt, nước ngầm, nước thải công nghiệp, v.v., thường được sử dụng để phát hiện kim loại nặng, chất ô nhiễm hữu cơ, muối dinh dưỡng, v.v.
  • Chiết xuất đất: Các mẫu chất lỏng thu được bằng phương pháp chiết xuất hóa học, có chứa dư lượng thuốc trừ sâu, kim loại nặng hoặc các hợp chất hữu cơ.
  • chất lỏng thu gom hạt bụi trong không khí: các mẫu dạng hạt được sử dụng để tách chiết từ màng lọc hoặc chất lỏng hấp thụ dạng bong bóng.

2. Các yêu cầu chính đối với lọ lấy mẫu

  • Khả năng niêm phong mạnh mẽTránh để mẫu bị bay hơi, rò rỉ hoặc hấp thụ hơi ẩm trong quá trình vận chuyển hoặc bảo quản, điều này đặc biệt quan trọng đối với việc phát hiện VOC.
  • Khả năng chống ăn mòn tốtCác mẫu có thể chứa axit mạnh, kiềm hoặc dung môi hữu cơ, do đó cần sử dụng thủy tinh borosilicat cao cấp hoặc chai làm từ nhựa đặc biệt.
  • Thiết kế trơThành trong của lọ cần tránh hấp thụ chất gây ô nhiễm hoặc phản ứng với các thành phần của mẫu, và một số phân tích yêu cầu sử dụng các lọ đã được xử lý bằng silan hoặc rửa sạch trước.
  • Tuân thủ các quy định về lấy mẫuTất cả các loại chương trình giám sát môi trường thường được hướng dẫn bởi các tiêu chuẩn quốc gia hoặc quốc tế, chẳng hạn như Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (US EPA), Tiêu chuẩn Chất lượng Môi trường Nước mặt của Trung Quốc, v.v., và các lọ đựng mẫu phải được lựa chọn để đáp ứng các yêu cầu lấy mẫu của các tiêu chuẩn này.

Việc lựa chọn lọ đựng mẫu không phù hợp có thể gây ra các vấn đề như sự phân hủy chất cần phân tích, sự hấp phụ chất gây ô nhiễm và sai lệch mẫu trắng, ảnh hưởng đến độ chính xác của kết quả thử nghiệm hoặc thậm chí dẫn đến việc dữ liệu bị vô hiệu. Do đó, việc lựa chọn lọ đựng mẫu một cách khoa học và hợp lý trong giám sát môi trường không chỉ liên quan đến chất lượng phân tích mà còn liên quan đến việc tuân thủ quy định và đưa ra quyết định môi trường khoa học.

Hướng dẫn lựa chọn lọ đựng mẫu: Cách chọn dựa trên loại mẫu và nhu cầu phân tích

Trước vô số loại ống đựng mẫu khác nhau, việc lựa chọn loại ống hiệu quả và khoa học trong thực tiễn là một vấn đề thường gặp đối với các nhà nghiên cứu.

1. Các đặc tính của mẫu quyết định sự lựa chọn cấu trúc của vật liệu sơ bộ

  • Các đặc tính của chính mẫu vậtNếu mẫu có tính dễ bay hơi cao, nên sử dụng chai thủy tinh có nắp đậy kín và gioăng PTFE để tối đa hóa sự thất thoát các thành phần. Đối với các mẫu có tính ăn mòn mạnh, nên sử dụng chai thủy tinh borosilicate chịu hóa chất, hoặc sử dụng polyetylen mật độ cao, nhựa flo hóa và các vật liệu đặc biệt khác. Ngoài ra, đối với các mẫu hoạt tính sinh học giàu axit nucleic, protein hoặc vi sinh vật, cần sử dụng các lọ không chứa enzyme, được xử lý vô trùng, và nên ưu tiên các vật liệu có khả năng hấp phụ thấp hoặc trơ để tránh sự phân hủy mẫu hoặc hấp phụ không đặc hiệu.
  • Loại và khả năng tương thích của thiết bị phân tíchHệ thống lấy mẫu tự động cần đảm bảo kích thước lọ, độ chính xác của miệng lọ, độ dày của gioăng, v.v. phù hợp với các thông số kỹ thuật tiêu chuẩn của nhà sản xuất thiết bị. Thông thường, người ta sử dụng lọ thủy tinh 2 ml có nắp vặn tiêu chuẩn để đảm bảo kim tiêm được rút ra ổn định và tránh tắc nghẽn hoặc rò rỉ kim. Đối với việc lấy mẫu hoặc phân phối thủ công, nên sử dụng loại lọ linh hoạt hơn.
  • Điều kiện bảo quản mẫuĐiều kiện bảo quản mẫu ảnh hưởng trực tiếp đến việc lựa chọn vật liệu và cấu trúc nắp đậy của lọ. Hầu hết các lọ thủy tinh hoặc polypropylene đều phù hợp với các mẫu thường được bảo quản lạnh trong thời gian ngắn. Nếu mẫu cần được bảo quản ở nhiệt độ thấp (-20℃ hoặc -80℃), nên sử dụng các ống đông lạnh đặc biệt, được làm bằng PP chịu nhiệt độ thấp và được trang bị cấu trúc vòng đệm O-ring chống rò rỉ. Nếu mẫu được bảo quản trong nitơ lỏng trong thời gian dài, phải sử dụng các lọ chuyên dụng cho nitơ lỏng, và nên sử dụng nắp có ren trong hoặc nắp được gia cố để ngăn ngừa đóng băng và vỡ lọ. Ngoài ra, đối với các vật liệu nhạy sáng, nên sử dụng các lọ màu nâu hoặc không trong suốt hoặc trang bị các thiết bị bảo quản chống ánh sáng.
  • Cân bằng giữa chi phí và quy mô thí nghiệmĐối với các thí nghiệm có năng suất cao hoặc phòng thí nghiệm giảng dạy, có thể lựa chọn các lọ nhựa giá cả phải chăng để giảm chi phí tiêu thụ. Đối với các phân tích chính xác hoặc xử lý mẫu có giá trị cao, cần tập trung vào độ sạch của lọ, tính trơ của vật liệu và khả năng niêm phong, điều này có thể giúp đảm bảo độ chính xác của dữ liệu ngay cả với chi phí cao hơn một chút. Ngoài ra, khi xây dựng thư viện mẫu hoặc quản lý các dự án dài hạn, điều quan trọng là phải ưu tiên các lọ đạt tiêu chuẩn cao, có mã vạch, chịu được nhiệt độ đông lạnh và chống nhiễm bẩn để cải thiện hiệu quả theo dõi mẫu và quản lý dữ liệu.

Tóm lại, lọ đựng mẫu, dù nhỏ bé, lại là mắt xích quan trọng giữa thiết kế thí nghiệm, chất lượng mẫu và kết quả phân tích. Thông qua việc xem xét có hệ thống các đặc điểm của mẫu, thiết bị thí nghiệm, phương pháp bảo quản và ngân sách, các nhà nghiên cứu có thể lựa chọn một cách khoa học hơn lọ đựng mẫu phù hợp nhất, tạo nền tảng vững chắc cho toàn bộ quá trình nghiên cứu.

Xu hướng tương lai và định hướng đổi mới

Với sự phát triển của tự động hóa nghiên cứu khoa học và khái niệm thí nghiệm xanh, các lọ đựng mẫu đang được phát triển theo hướng đáp ứng cả tính thú vị và bảo vệ môi trường.

Một mặt, các phòng thí nghiệm có năng suất cao ngày càng yêu cầu tốc độ và mật độ xử lý mẫu cao hơn, dẫn đến việc các lọ đựng mẫu dần được thu nhỏ và thiết kế theo dạng mô-đun. Các lọ đựng mẫu siêu nhỏ đang trở nên phổ biến, và khi được sử dụng với các hệ thống tự động, chúng không chỉ tiết kiệm không gian và hóa chất mà còn nâng cao hiệu quả hoạt động, đáp ứng nhu cầu về tốc độ và độ chính xác của các thí nghiệm hiện đại.

Mặt khác, nghiên cứu và phát triển các vật liệu thân thiện với môi trường cũng đã trở thành trọng tâm của ngành công nghiệp. Để giảm thiểu gánh nặng môi trường do nhựa dùng một lần gây ra, ngày càng nhiều lọ đựng mẫu sử dụng vật liệu phân hủy sinh học hoặc có nguồn gốc sinh học. Đồng thời, quy trình đóng gói và sản xuất cũng có xu hướng đơn giản hóa và thân thiện với môi trường hơn, phù hợp với xu hướng xây dựng phòng thí nghiệm bền vững.

Trong tương lai, các lọ đựng mẫu không chỉ là vật tư tiêu hao mà còn là một phần quan trọng trong sự phát triển thông minh và bền vững của các phòng thí nghiệm.

Thời gian đăng bài: 23/04/2025