Кіріспе

Қазіргі ғылыми зерттеулер мен эксперименттік талдауларда үлгі жинау бөлмесі деректердің сенімділігін қамтамасыз етудің алғашқы қадамы болып табылады. Ал бұл үдерісте үлгі жинау құтылары үлгіні сақтау мен тасымалдаудың негізгі тасымалдаушысы ретінде оны таңдау және пайдалану үлгінің тұтастығы мен тұрақтылығына және кейінгі талдаудың дәлдігіне тікелей байланысты.

Үлгі жинауға арналған шишалар көптеген салаларда кеңінен қолданыладыӘртүрлі физикалық-химиялық қасиеттері, аналитикалық қажеттіліктері және сақтау шарттары бар әртүрлі үлгілер үшін әртүрлі флакондар материалы, құрылымы, қоспалары және тығындары бойынша мұқият сараланған.

Үлгі жинау құтыларының негізгі жіктелуі

Әртүрлі үлгілердің жинау және сақтау кезінде үлгі жинау құтыларына қойылатын талаптары әртүрлі болады. Сондықтан, үлгі жинау құтыларының негізгі жіктелуін түсіну эксперимент жүргізушілерге нақты қажеттіліктерге сәйкес ең қолайлы таңдау жасауға көмектеседі. Жалпы алғанда, үлгі түтіктерін материал, тығыздау әдісі және еріткіш және құрылымдық морфология сияқты өлшемдері бойынша жіктеуге болады.

1. Материал бойынша жіктеу: шыны және пластик

• Шыны үлгі түтіктеріӘдетте жақсы химиялық инерттілігі мен термиялық тұрақтылығы бар жоғары боросиликатты шыныдан жасалған, көптеген органикалық еріткіштер мен жоғары температуралы өңдеу сценарийлеріне жарамды. Әсіресе жоғары дәлдіктегі талдау немесе оңай адсорбцияланатын қосылыстарды жинау кезінде шыны құтылар үлгінің ыдырауын немесе ластануын тиімді түрде болдырмайды.
• Пластикалық үлгі жинауға арналған шишалар: кең таралған материалдарға полипропилен, полиэтилен, поликарбонат және т.б. жатады. Олар соққыға төзімді және жеңіл, криогенді мұздатуға, биологиялық үлгілерді жинауға және күнделікті клиникалық сынақтарға жарамды. Кейбір жоғары сапалы пластикалық құтылар белгілі бір дәрежеде химиялық коррозияға да төзімді.

2. Тығыздау әдісі бойынша жіктеу: бұранда, штык, тығыздағыш түрі

• Бұрандалы түрі: ең көп таралған түрі, оңай ашылады және тығыздалады, зертхананың жалпы қажеттіліктерінің көпшілігіне жарамды. Бұрандалы қақпақтар әдетте тығыздау мен химиялық үйлесімділікті қамтамасыз ету үшін PTFE/силикон тығыздағыштарымен жұптастырылады.
• Штык түрі: Жылдам жұмыс істеуге немесе жиі ашуды қажет ететін жағдайларда қолдануға жарамды, көбінесе автоматтандырылған платформаларда немесе белгілі бір стандартталған сынақ процестерінде қолданылады.
• Без түріМеталл қақпақпен және тығыздағышпен тығыздалған, ең ауа өткізбейтін, газ хроматографиясында және жоғары құбылмалылықты бақылауды қажет ететін басқа да тәжірибелерде жиі қолданылады. Ұзақ мерзімді сақтау және тасымалдауға жарамды, әсіресе қоршаған орта үлгілерін сынауда кеңінен қолданылады.

3. Көлемі мен пішіні бойынша жіктеу: стандартты, миниатюралық, конус тәрізді түбі және т.б.

• Стандартты ампулалар: жалпы көлемдері 1,5 мл, 2 мл және 5 мл, олар көптеген сұйық үлгілерді жинау және талдау үшін жарамды. Пішіні көбінесе цилиндр тәрізді, оны автоматтандырылған жабдық оңай ұстайды.
• Микро флакондар: көлемі 0,2 мл-0,5 мл, әдетте өте кішкентай үлгі өлшемдері немесе жоғары өнімділіктегі эксперименттік жобалар үшін қолданылады. Микроүлгі алу жүйесіне жарамды.
• Конус тәрізді түбі бар шишаларҚұтының түбі конус тәрізді жасалған, бұл үлгі концентрациясы, центрифугалық жұмыс және қалдықсыз аспирация үшін ыңғайлы, ақуыз/нуклеин қышқылын алу тәжірибелерінде жиі қолданылады.
• Жалпақ түбі бар/дөңгелек түбі бар ампулаларЖалпақ түптер автоматты түрде іріктеу жабдығына жарамды, ал дөңгелек түптер қолмен басқару немесе құйынды араластыру сценарийлеріне қолайлырақ.

Биологиялық үлгілердегі қолданылуы (мысал ретінде қан үлгілері)

Қан ең көп таралған және негізгі биологиялық үлгілердің бірі ретінде клиникалық диагностика, генетикалық тестілеу және протеомика зерттеулері сияқты әртүрлі салаларда кеңінен қолданылады. Күрделі құрамы мен күшті биологиялық белсенділігіне байланысты жинау контейнерлеріне қойылатын талаптар ерекше қатаң. Әр түрлі қолданбаларда қолданылатын сынама жинау құтылары қоспалар, материалдар және құрылымдық дизайн тұрғысынан әртүрлі, бұл үлгілердің сапасына және кейінгі талдаудың дәлдігіне тікелей әсер етеді.

1. Қоршаған орта және пайдалану мақсаты

• Клиникалық медициналық тексеру: қан, биохимия, электролиттер, гормон деңгейін тексеру және т.б. үшін жылдам, тиімді болуы, гемолиз бен ластанудан аулақ болуы керек.
• Молекулалық биологияны зерттеу: мысалы, РНҚ-секвенциясы, тұтас геномды секвенирлеу (WGS), qPCR және т.б., бұл нуклеин қышқылының тұтастығы мен үлгіні сақтау шарттарына жоғары талаптарды талап етеді.
• Ақуыз және метаболомиканы талдаупротеаза белсенділігінің тежелуіне, еріткіштің үйлесімділігіне, қайталап мұздату мен ерітуден кейінгі тұрақтылыққа алаңдаушылық білдіреді.

2. Үлгі жинауға арналған ампулалардың жалпы түрлері мен конфигурациялары

• Құрамында антикоагулянт бар құтыларЭДТА түтіктері гематологиялық тексерулерде және нуклеин қышқылын экстракциялауда кеңінен қолданылады, бұл коагуляция процесін тиімді түрде тежейді және жасуша морфологиясын қорғайды; Гепарин түтіктері плазмалық талдауға жарамды, белгілі бір химиялық сынақтарға (мысалы, қан газын талдау) жарамды, бірақ белгілі бір ПТР реакцияларына кедергі келтіреді; ал натрий цитраты түтіктері негізінен коагуляция функциясын тексеру үшін қолданылады.
• Қоспасыз таза қан алу түтіктері: жұмысты аяқтау, бүйрек функциясы, иммунологиялық тесттер және т.б. сияқты сарысуды тексеру үшін қолданылады. Қан табиғи түрде коагуляцияланғаннан кейін, химиялық қоспалардың тәжірибелік реакцияға кедергі келтіруіне жол бермеу үшін сарысу центрифугалау арқылы бөлінеді.
• Криоконсервациялауға арналған мамандандырылған шишалар: жоғары беріктігі бар PP материалынан жасалған, өте төмен температураға (-80℃ сұйық азот ортасына) төтеп бере алады. Плазманы, сарысуды, жасушалық компоненттерді және т.б. ұзақ уақыт сақтау үшін кеңінен қолданылады, биологиялық үлгілер банктерінде және ұзақ мерзімді бақылау зерттеулерінде кеңінен қолданылады.

3. Ескерту

• Материалдардың үлгінің тұрақтылығына әсеріПластикалық құтылар ақуыздарды немесе нуклеин қышқылдарын адсорбциялауы мүмкін, бұл төмен адсорбциялық материалдарды пайдалануды немесе беттік өңдеуді қажет етеді. Шыны құтылар тұрақты, бірақ барлық мұздату жағдайларына жарамайды. Зертхана мамандары үлгінің сипатына және тәжірибенің қажеттіліктеріне негізделіп шешім қабылдауы керек.
• Таңбалау және бақылау жүйесінің маңыздылығыТәжірибе кезінде үлгілер таңбалау, толық емес ақпарат және басқа да мәселелерге байланысты оңай шатастырылады, бұл деректердің сенімділігіне айтарлықтай әсер етеді. Үлгіні басқарудың бүкіл процесі үшін лазерлік басылған жапсырмаларды, мұздатылған сақтауға төзімді стикерлерді немесе электрондық бақылау жүйесін (мысалы, RFID, штрих-код) пайдалану ұсынылады.

Қан үлгілерін сақтау және өңдеу тәжірибелер нәтижелерінде шешуші рөл атқарады, ал тиісті үлгі жинау құтылары үлгі белсенділігі мен тұтастығын сақтауды барынша арттырып қана қоймай, сонымен қатар жоғары сапалы зерттеулердің алғышарты болып табылады. Дәл медицина мен жоғары өнімді технологияның дамуымен биологиялық үлгі жинау құтыларына деген сұраныс барған сайын сұйылтылып, жетілдірілуде.

Химиялық талдау және зертханалық үлгілер

Аналитикалық химияда, дәрілік заттарды ашуда, тамақ қауіпсіздігін сынауда және басқа да зертханалық жұмыстарда сынама жинау құтылары тек сақтау контейнерлері ғана емес, сонымен қатар құралмен аналитикалық процестің жоғары синергетикалық компоненттері болып табылады. Әсіресе сұйық хроматографияда, газ хроматографиясында және басқа да жоғары дәлдіктегі сынау әдістерінде құтыларды таңдау талдаудың қайталануына және дәлдігіне, сондай-ақ құралдың тұрақты жұмысына тікелей байланысты.

1. Сұйық хроматография және газ хроматографиясын талдауда флакондарды қолдану

• HPLC ампулалары: үлгі ерітіндісінің құты қабырғасына реакцияға түсуіне немесе адсорбциялануына жол бермеу үшін тамаша химиялық тұрақтылық қажет. Әдетте органикалық еріткіштерге төзімді және тығыз тығыздалған PTFE/силикон тығыздағыш қақпақтары бар 2 мл бұрандалы шыны құтылар қолданылады. Фотосезімтал үлгілер үшін қоңыр бөтелкелер қолжетімді.
• GC ампулалары: GC талдауы үлгінің құбылмалылығына өте тәуелді болғандықтан, құтылар тығыз жабылуы керек және көбінесе қысым қақпақтары бар шыны құтылардан жасалады; сонымен қатар, ұшпа компоненттердің жоғалуын болдырмау үшін алюминий қақпақтармен тығыздау үшін алдын ала тесілген тығыздағыштар жиі қолданылады.
• Шағын үлгі көлемі бар қолданбаларЖоғары өнімділікпен скрининг және іздік компоненттерді анықтау үшін үлгінің жоғалуын азайту үшін канюлялармен бірге 0,3 мл-0,5 мл микрофлакондарды пайдалануға болады.

2. Автоматты түрде іріктеу жүйесінің өлшемі және үйлесімділік талаптары

Қазіргі заманғы зертханалар анықтау тиімділігі мен тұрақтылығын арттыру үшін автосамплерлерді жиі пайдаланады, ал құтылардың сипаттамалары мен пішіндері үшін бірыңғай стандарттар ұсынылады:

• Жалпы сипаттамалар2 мл стандартты калибрлі (OD 12 мм * биіктігі 32 мм) - негізгі айналым моделі, көп брендті автоүлгілеу жүйесімен кеңінен үйлесімді.
• Құтының сыртқы түріне қойылатын талаптарБөтелкенің аузы тегіс болуы керек, ал бөтелке корпусы механикалық үйкеліске төзімді болуы керек, бұл механикалық қолдың қысу тұрақтылығын қамтамасыз етеді.
• Арнайы науа бейімделуіКейбір жүйелер брендтері құты науасына бейімделу үшін арнайы түбінің құрылымын (жалпақ түбі, дөңгелек түбі немесе ойықтары бар) талап етеді.

3. Арнайы материалдар және функционалдық дизайн

Күрделі үлгілердің аналитикалық дәлдігін қамтамасыз ету үшін зертханалар көбінесе арнайы жасалған шишаларды пайдаланады:

• Инертті боросиликат шыныБұл HPLC/GC үшін ең қолайлы құты материалы болып табылады, себебі ол жоғары химиялық төзімділік пен тазалыққа ие, үлгідегі микроэлементтердің реакциясын немесе адсорбциясын болдырмайды.
• PTFE тығыздағыш қақпағы: еріткіштің коррозияға төзімділігі жоғары, қайталанатын тесілу, иненің автоматты түрде іріктелуіне жарамды, үлгінің ластануы мен ағып кетуіне жол бермейді.
• Силанизациялауға арналған бөтелке: беті полярлық молекулалардың адсорбциясын азайту үшін арнайы жабынмен өңделеді, бұл көбінесе іздік талдауда қолданылады.

Химиялық талдаудағы құтылар дұрыс материалдарды, конструкцияны және сипаттамаларды таңдау арқылы анықтау тиімділігі мен құралдардың үйлесімділігін жақсартып қана қоймай, сонымен қатар үлгі деректерінің сәйкестігі мен сенімділігіне де ықпал етеді. Әсіресе, іздік талдау мен автоматтандырылған процестерде құты жүйелерінің дұрыс конфигурациясы сынақ сапасын кепілдендірудің негізгі бөлшектерінің біріне айналды.

Қоршаған ортаға арналған үлгілерді жинау кезінде шишаларды таңдау

Қоршаған орта сынамаларын жинау су, топырақ және атмосфера сияқты кең ауқымды ортаны қамтиды, ал сынамалар күрделі құрамға ие және экстремалды жағдайларда болуы мүмкін (мысалы, жоғары коррозиялық, жоғары ұшқыш, іздік ластаушы заттар және т.б.). Жиналған деректердің сенімділігін қамтамасыз ету және нормативтік талаптарға сәйкес келу үшін сынама жинауға арналған тиісті құтыларды таңдау өте маңызды.

1. Қолдану сценарийлері

• Су үлгілеріБаоку жер үсті сулары, жер асты сулары, өнеркәсіптік ағынды сулар және т.б., ауыр металдарды, органикалық ластаушы заттарды анықтау үшін жиі қолданылады. Қоректік тұздар және т.б.
• Топырақ экстрактісіхимиялық экстракция арқылы алынған, құрамында пестицид қалдықтары, ауыр металдар немесе органикалық қосылыстар бар сұйық үлгілер.
• Ауадағы бөлшектерді жинау сұйықтығы: сүзгі мембраналарынан немесе көпіршікті сіңіргіш сұйықтықтардан бөліп алу үшін қолданылатын бөлшектердің үлгілері.

2. Сынама алу құтыларына қойылатын негізгі талаптар

• Мықты тығыздауТасымалдау немесе сақтау кезінде үлгінің ұшып кетуіне, ағып кетуіне немесе ылғалдың сіңуіне жол бермеңіз, әсіресе ұшқыш органикалық қосылыстарды 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 дизайнҚұтының ішкі қабырғасы ластаушы заттардың адсорбциялануына немесе үлгі компоненттерімен әрекеттесуге жол бермеуі керек, ал кейбір талдаулар силанизацияланған немесе алдын ала жуылған құтыларды пайдалануды талап етеді.
• Сынама алу ережелерін сақтауҚоршаған ортаны бақылау бағдарламаларының барлық түрлері әдетте АҚШ Қоршаған ортаны қорғау агенттігі (EPA), Қытайдың жер үсті суларына арналған қоршаған орта сапасы стандарттары және т.б. сияқты ұлттық немесе халықаралық стандарттарға бағынады, ал құтылар сынама алу талаптарына сай таңдалуы керек.

Дұрыс таңдалмаған құтылар мақсатты заттардың ыдырауы, ластаушы заттардың адсорбциясы және бланкілердің біркелкі болмауы сияқты мәселелерді тудыруы мүмкін, бұл сынақ нәтижелерінің дәлдігіне әсер етуі немесе тіпті деректердің жарамсыздығына әкелуі мүмкін. Сондықтан, қоршаған ортаны бақылауда үлгі құтыларын ғылыми және ақылға қонымды таңдау тек талдау сапасымен ғана емес, сонымен қатар сәйкестік пен ғылыми қоршаған орта шешімдерін қабылдаумен де байланысты.

Құтыны таңдау бойынша нұсқаулық: үлгі түрі мен аналитикалық қажеттіліктерге негізделген таңдау әдісі

Үлгі жинауға арналған құтылардың алуан түрлілігіне тап болған кезде, практикалық жұмыста тиімді және ғылыми таңдау жасау - экспериментаторлар үшін жиі кездесетін мәселе.

1. Үлгі қасиеттері алдын ала материалдың құрылымдық таңдауын анықтайды

• Үлгінің өзінің қасиеттеріЕгер үлгі өте ұшқыш болса, компоненттердің жоғалуын барынша арттыру үшін тамаша тығыздағыш қақпағы және PTFE тығыздағышы бар шыны бөтелке қолайлы. Күшті коррозиялық үлгілерге тап болған жағдайда химиялық заттарға төзімді боросиликат шыны бөтелкелерін немесе жоғары тығыздықтағы полиэтиленді, фторланған пластмассаларды және бөтелке деп аталатын басқа да арнайы материалдарды пайдалану керек. Сонымен қатар, нуклеин қышқылдарына, ақуыздарға немесе микроорганизмдерге бай биологиялық белсенді үлгілер үшін ферментсіз, асептикалық өңделген құтыларды пайдалану қажет, ал үлгінің ыдырауын немесе спецификалық емес адсорбцияны болдырмау үшін төмен адсорбциялы немесе инертті материалдарды қолданған жөн.
• Аналитикалық жабдықтың түрі және үйлесімділігіАвтоматты түрде іріктеу жүйесі пайдаланылатын құтының өлшемінің, құты аузының дәлдігінің, тығыздағыштың қалыңдығының және т.б. құрал өндірушісінің стандартты сипаттамаларына сәйкес келетініне көз жеткізуі керек. Әдетте, инъекциялық иненің біркелкі шығарылуын қамтамасыз ету және иненің бітелуін немесе ағып кетуін болдырмау үшін стандартталған бұрандалы 2 мл шыны құты қолданылады. Қолмен іріктеу немесе дәрі беру үшін икемді құты түріне артықшылық беріледі.
• Үлгіні сақтау шарттарыҮлгіні сақтау шарттары құтының материалын таңдауға және жабу құрылымына тікелей әсер етеді. Шыны немесе полипропилен құтыларының көпшілігі әдетте қысқа мерзімге тоңазытқышта сақталатын үлгілер үшін жеткілікті. Егер үлгілерді төмен температурада (-20℃ немесе -80℃) сақтау қажет болса, төмен температураға төзімді PP-ден жасалған және ағып кетпейтін O-сақиналы тығыздағыш құрылымымен жабдықталған арнайы мұздату түтіктерін пайдалану керек. Егер үлгілер сұйық азотта ұзақ уақыт сақталса, арнайы сұйық азот класты құтыларды пайдалану керек, ал құтылардың қатып қалуы мен жарылуын болдырмау үшін тығыздау үшін нығайтылатын ішкі бұрандалы қақпақтарды немесе қақпақтарды пайдалану керек. Сонымен қатар, фотосезімтал материалдар үшін қоңыр немесе мөлдір емес құтыларды да пайдалану немесе жарық өткізбейтін сақтау құрылғыларымен жабдықтау керек.
• Шығындар мен эксперимент көлемінің балансыЖоғары өнімділіктегі эксперименттер немесе оқу зертханалары үшін тұтыну шығындарын азайту үшін қолжетімді пластикалық құтыларды таңдауға болады. Дәл талдаулар немесе жоғары құнды үлгілерді өңдеу үшін бөтелкенің тазалығына, материалдың инерттілігіне және тығыздау өнімділігіне назар аудару керек, бұл тіпті сәл жоғары бағамен де деректердің дәлдігін қамтамасыз етуге көмектеседі. Сонымен қатар, үлгі кітапханаларын 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.

Жалпы алғанда, үлгі құтысы, кішкентай болса да, эксперименттік дизайн, үлгі сапасы және аналитикалық нәтижелер арасындағы маңызды байланыс болып табылады. Үлгі сипаттамаларын, эксперименттік жабдықты, сақтау әдістерін және бюджет мөлшерін жүйелі түрде қарастыру арқылы эксперименттік жылу көзі ең қолайлы үлгі жинау құтысын ғылыми тұрғыдан таңдай алады, бұл бүкіл зерттеу процесі үшін берік негіз қалайды.

Болашақ үрдістер мен инновациялық бағыттар

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

Бір жағынан, жоғары өнімді зертханаларда үлгіні өңдеу жылдамдығы мен тығыздығына қойылатын талаптар артып келеді, бұл шишаларды біртіндеп миниатюризациялау мен модульдеуге көшуге итермелейді. Микроөлшемді шишалар кең таралуда, және автоматтандырылған жүйелермен бірге қолданылған кезде олар кеңістік пен реагенттерді үнемдеп қана қоймай, сонымен қатар жұмыс тиімділігін арттырады, заманауи эксперименттердің жылдамдық пен дәлдікке қойылатын талаптарына бейімделеді.

Екінші жағынан, экологиялық таза материалдарды зерттеу және әзірлеу де саланың басты назарына айналды. Бір рет қолданылатын пластмассалардың қоршаған ортаға тигізетін әсерін азайту үшін биологиялық ыдырайтын немесе биологиялық негіздегі материалдарды көбірек құтылар қабылдауда. Сонымен қатар, орау және өндіріс процесі тұрақты зертхана құрылысының үрдісіне сәйкес жеңілдетілген және экологиялық таза болуға бейім.

Болашақта флакондар тек шығын материалдары ғана емес, сонымен қатар зертханалардың ақылды және тұрақты дамуының маңызды бөлігі болады.