Intégrer la bonne pompe dans votre système de manipulation de liquides

Brandoch Cook, PhD, est un rédacteur scientifique indépendant. Il peut être contacté à : [email protected].

La manipulation automatisée des liquides est indispensable aux flux de travail biomédicaux. Les technologies en évolution telles que le séquençage de nouvelle génération, la cytométrie en flux et la résonance plasmonique de surface l’exigent. La capacité de transférer de larges plages de volumes et d’incorporer des liquides aux propriétés chimiques et physiques disparates tout en garantissant répétition, précision et reproductibilité. Les mains humaines ne peuvent pas atteindre une telle précision ou cohérence, ce qui rend le manipulateur de liquides essentiel au laboratoire moderne.

Les pousse-seringues, cependant, sont les plus polyvalents et sont couramment utilisés comme composants OEM dans les systèmes de manipulation de liquides.

Lorsqu’il envisage l’achat d’un nouveau manipulateur de liquides, l’acheteur voit souvent une machine entièrement intégrée et transparente. Cependant, au-delà de la boîte à fenêtre et du bras du robot, les composants qui constituent ses entrailles (pompes, vannes, raccords, tubes) sont souvent fournis par plusieurs fabricants différents et assemblés en tant que produit OEM. Les incompatibilités potentielles entre ces composants font qu'il appartient aux acheteurs d'évaluer leurs besoins et de trouver les pièces adaptées à leurs applications. Ce qui suit est une brève introduction au choix du cheval de bataille du gestionnaire de liquides : la pompe.

Le liquide étant incompressible, de nombreuses pompes utilisent le déplacement positif pour le déplacer. Cela permet aux débits de rester constants quelles que soient les fluctuations de la pression du système, de la tension superficielle, de la viscosité du liquide et de l'humidité externe. Étant donné que les manipulateurs peuvent effectuer des milliers de distributions de liquides de petits volumes par jour, de nombreuses pompes utilisent des moteurs micro-pas à pas qui effectuent de minuscules angles de rotation partiels à chaque étape, délivrant en continu des fluides à l'échelle nanométrique des centaines de fois par tour complet.

Les pompes à seringues, à piston et péristaltiques peuvent toutes satisfaire à ces conditions. Les pousse-seringues, cependant, sont les plus polyvalents et sont couramment utilisés comme composants OEM dans les systèmes de manipulation de liquides. Cela est dû à leur capacité à gérer plusieurs sources d’injection de liquide ou à pression positive au sein d’un seul flux de travail, tout en maintenant des débits reproductibles et constants. Ces paramètres s’adaptent bien aux flux de travail de précision et de petits volumes pour la microfluidique, la cytométrie en flux et la chromatographie.

Une pompe à piston constitue souvent une meilleure option pour les flux de travail à liquide unique dans lesquels le matériau de construction de la pompe peut être adapté de manière optimale à la salinité, à l'acidité et/ou à la causticité du liquide. Ces contraintes concernent peut-être mieux les flux de travail qui sont également soumis à des débits constants mais avec moins de variabilité, tels que les perfusions, les microdialyses et certains écrans à haut débit.

Au-delà de la technologie des pompes, les acheteurs doivent également évaluer les détails des flux de travail prévus pour choisir les meilleurs matériaux de construction de pompes.

Une pompe péristaltique fonctionne de manière similaire à la digestion physiologique. Ces pompes utilisent des rouleaux pour comprimer cycliquement les tubes flexibles et permettre au liquide de s'écouler lors de sa libération, un peu comme la façon dont les humains avalent. Le liquide entre uniquement en contact avec l'intérieur du tube, évitant ainsi les problèmes de compatibilité avec les vannes, les joints toriques et autres connecteurs. Cependant, l'exigence selon laquelle les tubes en élastomère doivent rester flexibles pendant des millions de cycles limite le choix de matériaux de tubes acceptables et de fluides chimiquement compatibles. Séparément, les pompes à membrane ou à diaphragme peuvent distribuer rapidement des centaines de millilitres de liquides en vrac par minute via des embouts fixes, ce qui les rend plus appropriées pour les applications d'amorçage et de lavage de plaques préparatoires ou ultérieures aux flux de travail expérimentaux.

Au-delà de la technologie des pompes, les acheteurs doivent également évaluer les détails des flux de travail prévus pour choisir les meilleurs matériaux de construction de pompes. Cela s'étend au-delà des propriétés chimiques des liquides jusqu'à leurs formulations spécifiques, leurs molarités, les solvants dans lesquels les produits chimiques sont dissous et leurs conditions de fonctionnement, y compris les températures et les pressions sous lesquelles ils seront distribués ou aspirés. Tous ces facteurs auront un impact sur le fonctionnement, l’efficacité et la durée de vie des pompes et de leurs vannes et raccords auxiliaires. Par exemple, la céramique peut mieux supporter les détergents à des températures élevées que l'acier inoxydable, tandis que le molybdène supplémentaire dans l'acier inoxydable 316 confère une meilleure résistance à une salinité élevée par rapport à l'acier inoxydable 304. Un bon point de départ pour commencer votre processus de découverte est d’utiliser un guide de compatibilité chimique.