Кіріспе

Заманауи ғылыми зерттеулерде және эксперименттік талдауда үлгілерді жинау бөлмесі деректердің сенімділігін қамтамасыз етудің алғашқы қадамы болып табылады. Және бұл процесте үлгіні сақтау және тасымалдау үшін негізгі тасымалдаушы ретінде сынама жинау флакондары, оны таңдау және пайдалану үлгінің тұтастығы мен тұрақтылығына және кейінгі талдаудың дәлдігіне тікелей байланысты.

Сынамаларды жинау флакондары көптеген салаларда кеңінен қолданылады. Құтылардың әртүрлі түрлері материалы, құрылымы, қоспалары және әртүрлі физикалық-химиялық қасиеттері, аналитикалық қажеттіліктері және сақтау шарттары бар әртүрлі үлгілер үшін жабылуы бойынша мұқият сараланады.

Үлгі алу құтыларының негізгі классификациясы

Үлгілердің әртүрлі түрлерінде жинау және сақтау кезінде сынама алу құтыларына қойылатын талаптары әртүрлі. Сондықтан үлгі алу құтыларының негізгі жіктелуін түсіну экспериментаторларға нақты қажеттіліктерге сәйкес ең дұрыс таңдау жасауға көмектеседі. Тұтастай алғанда, үлгі түтіктерін материал, тығыздау әдісі және еріткіш және құрылымдық морфология сияқты өлшемдері бойынша жіктеуге болады.

1. Материалы бойынша жіктелуі: шыны және пластик

• Шыны үлгі түтіктері: Әдетте органикалық еріткіштердің көпшілігіне және жоғары температурада өңдеу сценарийлеріне жарамды, жақсы химиялық инерттілігі мен термиялық тұрақтылығы жоғары боросиликатты шыныдан жасалған. Әсіресе жоғары дәлдіктегі талдауда немесе оңай адсорбцияланатын қосылыстарды жинауда шыны құтылар үлгінің деградациясын немесе ластануын тиімді болдырмайды.
• Пластикалық үлгілерді жинауға арналған флакондар: жалпы материалдарға полипропилен, полиэтилен, поликарбонат және т.б. жатады. Олар соққыға төзімдірек және жеңілірек және криогенді мұздату, биологиялық үлгілерді жинау және күнделікті клиникалық сынақтар үшін жарамды. Кейбір жоғары сапалы пластикалық құтылар белгілі бір дәрежеде химиялық коррозияға төзімді.

2. Тығыздау әдісі бойынша жіктелуі: бұрандалы, штыкты, безді түрі

• Бұрандалы түрі: ең көп таралған түрі, ашу және тығыздау оңай, жалпы зертханалық қажеттіліктерге жарамды. Бұрандалы порт қақпақтары әдетте тығыздағыш пен химиялық үйлесімділікті қамтамасыз ету үшін PTFE/силикон тығыздағыштарымен жұптастырылады.
• Байонет түрі: жылдам жұмыс істеуге немесе жиі ашуды қажет ететін жағдайларға қолайлы, ілмекпен тез жабылады, көбінесе автоматтандырылған платформаларда немесе белгілі бір стандартталған сынақ процестерінде қолданылады.
• Без түрі: Металл қақпақпен және безмен тығыздалған, ең ауа өткізбейтін, әдетте газ хроматографиясында және жоғары құбылмалылықты бақылауды қажет ететін басқа эксперименттерде қолданылады. Ұзақ мерзімді сақтау және тасымалдау үшін қолайлы, әсіресе қоршаған ортаны сынау кезінде кеңінен қолданылады.

3. Көлемі мен пішіні бойынша жіктелуі: стандартты, миниатюралық, конустық түбі және т.б.

• Стандартты құтылар: жалпы көлемдер 1,5 мл, 2 мл және 5 мл, олар сұйықтық үлгілерінің көпшілігін жинауға және талдауға жарамды. Пішіні негізінен цилиндрлік, оны автоматтандырылған жабдық оңай ұстайды.
• Микроқұтылар: көлемі 0,2мл-0,5мл, әдетте өте аз үлгі өлшемдері немесе жоғары өткізу қабілеттілігі эксперименттік конструкциялар үшін пайдаланылады. Микро сынама алу жүйесі үшін қолайлы.
• Конус түбі бар флакондар: Құты түбі конус түрінде жасалған, ол үлгі концентрациясына, центрифугалық жұмыс пен қалдықсыз аспирацияға ыңғайлы, әдетте ақуыз/нуклеин қышқылын экстракциялау эксперименттерінде қолданылады.
• Түбі тегіс/дөңгелек түбі бар құтылар: Тегіс түптер автоматты сынама алу жабдығы үшін қолайлы, ал дөңгелек түбі қолмен жұмыс істеу немесе құйынды араластыру сценарийлері үшін қолайлы.

Биологиялық үлгілердегі қолданулар (мысал ретінде қан үлгілері)

Ең кең таралған және негізгі биологиялық үлгілердің бірі ретінде қан әртүрлі салаларда, соның ішінде клиникалық диагностикада, генетикалық тестілеуде және протеомика зерттеулерінде кеңінен қолданылады. Күрделі құрамы мен күшті биологиялық белсенділігіне байланысты жинау ыдыстарына қойылатын талаптар ерекше қатаң. Әртүрлі қолдану үшін қолданылатын үлгілерді жинауға арналған құтылар қоспалар, материалдар және құрылымдық дизайн бойынша әртүрлі, олар үлгілердің сапасына және кейінгі талдаудың дәлдігіне тікелей әсер етеді.

1. Қоршаған орта және пайдалану мақсаты

• Клиникалық медициналық тестілеу: күнделікті қан, биохимия, электролиттер, гормон деңгейін тексеру және т.б. үшін жылдам, тиімді болуы, гемолиз мен ластануды болдырмау керек.
• Молекулярлық биологияны зерттеу: мысалы, нуклеин қышқылының тұтастығына және үлгіні сақтау шарттарына жоғары талаптарды талап ететін RNA-seq, толық геномды реттілік (WGS), qPCR және т.б..
• Ақуыздар мен метаболомиканы талдау: протеаза белсенділігінің тежелуіне, еріткіштің үйлесімділігіне, қайталап мұздату мен ерітуден кейінгі тұрақтылыққа қатысты.

2. Үлгі жинауға арналған қарапайым құтылардың түрлері мен конфигурациялары

• Құрамында антикоагулянтты флакондар бар: EDTA түтіктері гематологиялық тестілеуде және нуклеин қышқылын алуда кеңінен қолданылады, бұл коагуляция процесін тиімді тежей алады және жасушалық морфологияны қорғай алады; Гепарин түтіктері плазмалық талдау үшін жарамды, белгілі бір химиялық сынақтарға (мысалы, қан газын талдау) жарамды, бірақ белгілі бір ПТР реакцияларына кедергі келтіреді; және натрий цитратының түтіктері көбінесе коагуляция функциясын тексеру үшін қолданылады.
• Қоспасыз таза қан жинау түтіктері: жұмысқа үлгеру, бүйрек функциясы, иммунологиялық сынақтар және т.б. сияқты сарысуды сынау үшін қолданылады. Қан табиғи түрде коагуляцияланғаннан кейін, эксперименттік реакцияға кедергі келтіретін химиялық қоспаларды болдырмау үшін сарысу центрифугалау арқылы бөлінеді.
• Криоконсервациялауға арналған арнайы құтылар: өте төмен температураға (-80 ℃ сұйық азот ортасына дейін) төтеп бере алатын жоғары берік PP материалынан жасалған. Әдетте плазманы, сарысуды, жасушалық компоненттерді және т.б. ұзақ уақыт сақтау үшін қолданылады, биологиялық үлгілер банктерінде және ұзақ мерзімді бақылау зерттеулерінде кеңінен қолданылады.

3. Ескерту

• Үлгі тұрақтылығына материалдардың әсері: Пластикалық құтылар ақуыздарды немесе нуклеин қышқылдарын адсорбциялауы мүмкін, бұл адсорбциясы төмен материалдарды пайдалануды немесе бетті өңдеуді қажет етеді. Шыны құтылар тұрақты, бірақ барлық мұздату жағдайларына жарамайды Зертханалық техниктер үлгінің сипаты мен эксперимент қажеттіліктеріне негізделген шешім қабылдауы керек.
• Таңбалау және бақылау жүйесінің маңызы: Эксперимент кезінде үлгілер таңбалау, толық емес ақпарат және деректердің сенімділігіне елеулі әсер ететін басқа мәселелерге байланысты оңай шатастырылады. Үлгіні басқарудың бүкіл процесі үшін лазермен басып шығарылған жапсырмаларды, мұздатылған сақтауға төзімді стикерлерді немесе электронды бақылау жүйесін (RFID, штрих-код сияқты) пайдалану ұсынылады.

Қан үлгілерін сақтау және өңдеу эксперименттер нәтижелерінде шешуші рөл атқарады және үлгіні жинауға арналған тиісті құтылар үлгі белсенділігі мен тұтастығын барынша сақтап қана қоймайды, сонымен қатар жоғары сапалы зерттеулердің міндетті шарты болып табылады. Дәл медицинаның және жоғары өткізу қабілеттілігінің технологиясының дамуымен биологиялық үлгілерді жинауға арналған флакондарға сұраныс барған сайын сұйылтылған және тазартылған.

Химиялық талдау және зертханалық үлгілер

Аналитикалық химияда, дәрі-дәрмектерді табуда, тамақ өнімдерінің қауіпсіздігін сынау және басқа да зертханалық жұмыстарда сынама алу құтылары тек сақтауға арналған контейнерлер ғана емес, сонымен қатар құралмен аналитикалық процестің жоғары синергетикалық компоненттері болып табылады. Әсіресе сұйық хроматографияда, газ хроматографиясында және басқа да жоғары дәлдікті сынау әдістерінде флакондарды таңдау талдаудың қайталануы мен дәлдігіне және құралдың тұрақты жұмысына тікелей байланысты.

1. Флакондарды сұйық хроматографияда және газ хроматографиялық талдауда қолдану

• HPLC құтылары: үлгі ерітіндісінің реакцияға түсуін немесе құты қабырғасына адсорбциялануын болдырмау үшін тамаша химиялық тұрақтылық қажет. Әдетте органикалық еріткіштерге төзімді және тығыз тығыздағышты сақтайтын PTFE/силиконды тығыздағыш қақпақтары бар 2 мл үстіңгі бұрандалы шыны флакондар пайдаланылады. Фотосезімтал үлгілер үшін қоңыр бөтелкелер бар.
• GC құтылары: GC талдауы үлгінің құбылмалылығына өте тәуелді болғандықтан, құтылар тығыз жабылуы керек және көбінесе қысымды қақпақтары бар шыны флакондардан жасалады; сонымен қатар, ұшпа компоненттердің жоғалуын болдырмау үшін, алюминий қақпақтармен тығыздау үшін жиі алдын ала тесілген тығыздағыштар қолданылады.
• Үлгі көлемі аз қолданбалар: Жоғары өткізу қабілеттілігі скрининг және ізді құрамдас бөліктерін анықтау үшін үлгі жоғалуын азайту үшін канюлялармен бірге 0,3 мл-0,5 мл микровиалдарды пайдалануға болады.

2. Автоүлгілеу жүйесінің өлшемі және үйлесімділік талаптары

Заманауи зертханалар анықтау тиімділігі мен дәйектілігін арттыру үшін әдетте автоүлгілерді пайдаланады және құты спецификациялары мен пішіндері үшін біркелкі стандарттар ұсынылады:

• Жалпы сипаттамалар: 2 мл стандартты калибр (OD 12 мм * Биіктігі 32 мм) көп брендті автосынамалау жүйесімен кеңінен үйлесімді негізгі айналым үлгісі болып табылады.
• Құтыға қойылатын талаптар: бөтелке аузы тегіс болуы керек, бөтелке корпусы механикалық үйкеліске төзімді болуы керек, механикалық қолдың қысқыш тұрақтылығын қамтамасыз ету үшін.
• Мамандандырылған науаны бейімдеу: Жүйелердің кейбір брендтері құты науасына бейімделу үшін арнайы түбінің құрылымын (жалпақ түбі, дөңгелек түбі немесе ойықтары бар) қажет етеді.

3. Арнайы материалдар және функционалды дизайн

Күрделі үлгілердің аналитикалық дәлдігіне кепілдік беру үшін зертханалар жиі арнайы жасалған құтыларды пайдаланады:

• Инертті боросиликатты шыны: Бұл HPLC/GC үшін таңдаулы флакон материалы, себебі оның жоғары химиялық төзімділігі мен тазалығы, үлгідегі микроэлементтермен реакцияны немесе адсорбцияны болдырмайды.
• PTFE тығыздағыш қақпағы: жоғары еріткіштің коррозияға төзімділігі, қайталанатын пункция, сынаманың автоматты түрде алуы үшін жарамды, үлгінің ластануын және ағып кетуін болдырмайды.
• Силанизацияға арналған бөтелке: полярлы молекулалардың адсорбциясын азайту үшін беті арнайы жабынмен өңделеді, әдетте із анализінде қолданылады.

Материалдарды, құрылысты және техникалық сипаттамаларды дұрыс таңдай отырып, химиялық талдаудағы құтылар анықтау тиімділігі мен құрал үйлесімділігін жақсартып қана қоймайды, сонымен қатар үлгі деректерінің дәйектілігі мен сенімділігіне ықпал етеді. Әсіресе іздерді талдау және автоматтандырылған процестерде құты жүйелерінің дұрыс конфигурациясы сынақ сапасына кепілдік беретін негізгі мәліметтердің біріне айналды.

Қоршаған орта сынамаларындағы құтыларды таңдау

Қоршаған орта сынамаларын жинау су, топырақ және атмосфера сияқты ортаның кең ауқымын қамтиды және үлгілер күрделі композицияларға ие және экстремалды жағдайларда болуы мүмкін (мысалы, жоғары коррозиялық, жоғары ұшқыш, ізді ластаушы заттар және т.б.). Жиналған деректердің сенімділігін қамтамасыз ету және нормативтік талаптарды сақтау үшін сынама алу үшін тиісті құтыларды таңдау өте маңызды.

1. Қолдану сценарийлері

• Су үлгілері: Баоку жер үсті сулары, жер асты сулары, өнеркәсіптік ағынды сулар және т.б., әдетте ауыр металдарды, органикалық ластаушы заттарды анықтау үшін қолданылады. Қоректік заттардың тұздары және т.б.
• Топырақ сығындысы: химиялық экстракция арқылы алынған, құрамында пестицидтердің қалдықтары, ауыр металдар немесе органикалық қосылыстар бар сұйық үлгілер.
• Ауадағы бөлшектерді жинайтын сұйықтық: сүзгі мембраналарынан немесе көпіршікті сіңіретін сұйықтықтардан тазарту үшін пайдаланылатын бөлшектер үлгілері.

2. Флакон сынамаларына қойылатын негізгі талаптар

• Күшті тығыздау: Тасымалдау немесе сақтау кезінде үлгінің ұшпауын, ағып кетуін немесе ылғалды сіңіруін болдырмаңыз, әсіресе VOC анықтау үшін маңызды.
• Жақсы коррозияға төзімділік: үлгілерде күшті қышқылдар, сілтілер немесе органикалық еріткіштер болуы мүмкін, олар жоғары боросиликатты шыны немесе арнайы пластмассадан жасалған бөтелкелерді пайдалануды қажет етеді.
• Инертті дизайн: Құтының ішкі қабырғасы ластаушы заттардың адсорбциялануын немесе үлгі компоненттерімен әрекеттесуін болдырмауы керек, ал кейбір талдаулар силанизацияланған немесе алдын ала жуылған бөтелкелерді пайдалануды талап етеді.
• Сынамаларды алу ережелерін сақтау: Қоршаған ортаны бақылау бағдарламаларының барлық түрлері әдетте АҚШ-тың EPA, Қытайдың жер үсті суларына арналған қоршаған орта сапа стандарттары және т.б. сияқты ұлттық немесе халықаралық стандарттарды басшылыққа алады және сынамаларды алу талаптарын қанағаттандыру үшін құтыларды таңдау керек.

Дұрыс таңдалмаған құтылар мақсатты заттардың ыдырауы, ластаушы заттардың адсорбциясы және біркелкі дайындамалар сияқты мәселелерді тудыруы мүмкін, бұл сынақ нәтижелерінің дәлдігіне әсер етуі немесе тіпті деректердің жойылуына әкелуі мүмкін. Сондықтан экологиялық мониторингте сынама флакондарын ғылыми және негізді таңдау тек талдаудың сапасына ғана емес, сонымен бірге сәйкестікке және ғылыми экологиялық шешім қабылдауға байланысты.

Құты таңдау нұсқаулығы: Үлгі түріне және аналитикалық қажеттіліктерге қарай қалай таңдауға болады

Тәжірибелік жұмыста тиімді және ғылыми таңдауды қалай жасау керектігі эксперименталистер үшін ортақ мәселе болып табылады.

1. Үлгі қасиеттері алдын ала материалдың құрылымдық таңдауын анықтайды

• Үлгінің өзіндік қасиеттері: Үлгі өте ұшпа болса, құрамдастардың жоғалуын барынша арттыру үшін тамаша тығыздағыш қақпағы мен PTFE тығыздағыштары бар шыны бөтелкеге артықшылық беріледі. Күшті коррозиялық үлгілерге қарсы химиялық төзімді боросиликатты шыны бөтелкелерді немесе жоғары тығыздықтағы полиэтиленді, фторлы пластиктерді және бөтелке деп аталатын басқа арнайы материалдарды пайдалану керек. Сонымен қатар, нуклеин қышқылдарына, ақуыздарға немесе микроорганизмдерге бай биологиялық белсенді үлгілер үшін ферментсіз, асептикалық өңделген құтыларды пайдалану қажет, ал үлгінің деградациясын немесе спецификалық емес адсорбцияны болдырмау үшін адсорбциясы төмен немесе инертті материалдарға артықшылық беріледі.
• Аналитикалық жабдықтың түрі және үйлесімділігі: Қолданылатын автоматты сынама алу жүйесі пайдаланылған құты өлшемі, бөтелке аузының дәлдігі, тығыздағыштың қалыңдығы және т.б. құрал өндірушісінің стандартты сипаттамаларына сәйкес келуін қамтамасыз етуі керек. Әдетте, инъекциялық иненің тұрақты шығарылуын қамтамасыз ету және иненің бітелуін немесе ағып кетуін болдырмау үшін стандартталған бұрандалы 2 мл шыны бөтелке қолданылады. Қолмен сынама алу немесе құю үшін икемді құты түрі таңдалады.
• Үлгіні сақтау шарттары: Үлгіні сақтау шарттары материалды таңдауға және құтыны жабу құрылымына тікелей әсер етеді. Шыны немесе полипропилен құтылардың көпшілігі әдетте қысқа уақыт ішінде тоңазытқышта сақталатын үлгілерге сәйкес келеді. Үлгілерді төмен температурада (-20℃ немесе -80℃) сақтау қажет болса, төмен температураға төзімді PP-ден жасалған және ағып кетуге қарсы сақина тығыздағыш құрылымымен жабдықталған арнайы мұздату түтіктерін пайдалану керек. Егер үлгілер ұзақ уақыт бойы сұйық азотта сақталса, сұйық азотты арнайы құтыларды пайдалану қажет, ал құтылардың қатып қалуын және жарылуын болдырмау үшін тығыздау үшін күшейтілетін ішкі бұрандалы қақпақтарды немесе қақпақтарды пайдалану керек. Сонымен қатар, фотосезімтал материалдар үшін қоңыр немесе мөлдір емес құтылар да пайдаланылуы немесе жарық өткізбейтін сақтау құрылғыларымен жабдықталуы керек.
• Шығындар мен тәжірибе көлемінің балансы: Өтімділігі жоғары эксперименттер немесе оқу зертханалары үшін тұтыну шығындарын азайту үшін қолжетімді пластикалық құтыларды таңдауға болады. Дәлдік талдаулар немесе жоғары құнды үлгіні өңдеу үшін бөтелке тазалығына, материалдың инерттілігіне және тығыздау өнімділігіне назар аудару керек, бұл деректердің дәлдігін сәл жоғарырақ бағамен қамтамасыз етуге көмектеседі. Бұған қоса, үлгілік кітапханаларды құру немесе ұзақ мерзімді жобаларды басқару кезінде үлгілерді бақылау және деректерді басқару тиімділігін арттыру үшін штрих-кодталған, мұздатқышқа төзімді және ластануға төзімді жоғары стандартты құтыларға басымдық беру маңызды.

Бірге алғанда, үлгі құты кішкентай болса да, эксперименттік дизайн, үлгі сапасы және аналитикалық нәтижелер арасындағы маңызды байланыс болып табылады. Үлгі сипаттамаларын, тәжірибелік жабдықты, сақтау әдістерін және бюджет көлемін жүйелі түрде қарастыру арқылы эксперименттік жылу көзі бүкіл зерттеу процесі үшін берік негіз қалап, ең қолайлы үлгіні жинау құтысын ғылыми түрде таңдай алады.

Болашақ трендтер мен инновациялық бағыттар

Ғылыми зерттеулерді автоматтандыру және жасыл эксперимент тұжырымдамасының дамуымен үлгілерді жинау флакондары күлкілі және қоршаған ортаны қорғау бағытында дамып келеді.

Бір жағынан, өнімділігі жоғары зертханалар үлгілерді өңдеу жылдамдығы мен тығыздығына қойылатын талаптарды арттырады, бұл флакондарды бірте-бірте миниатюризация мен модульизацияға көшуге итермелейді. Микроөлшемді флакондар негізгі ағымға айналуда және автоматтандырылған жүйелермен бірге олар кеңістік пен реагенттерді үнемдеп қана қоймайды, сонымен қатар заманауи эксперименттердің жылдамдық пен дәлдікке деген сұранысына бейімделе отырып, жұмыс тиімділігін арттырады.

Екінші жағынан, экологиялық таза материалдарды зерттеу және әзірлеу де саланың назарына айналды. Бір рет қолданылатын пластмассалардан туындаған экологиялық ауыртпалықты азайту үшін көбірек флакондар биологиялық ыдырайтын немесе био негізіндегі материалдарды қабылдауда. Сонымен қатар, орау және өндіріс процесі тұрақты зертханалық құрылыс үрдісіне сәйкес жеңілдетілген және жасыл болып келеді.

Болашақта құтылар тек шығын материалдары ғана емес, сонымен қатар зертханалардың интеллектуалды және тұрақты дамуының негізгі бөлігі болады.