技术展望

吸管设计迈出量子飞跃

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纯净的材料和创新的过滤器设计保证在各种实验室环境中获得更好的结果。

玛丽亚·德·卡普亚,MT(ASCP)

自18世纪吸管起源以来,现代吸管及其部件经历了重大的演变和实际的重新设计。“现代吸管:四个世纪的制作“)在二十世纪八十年代引入多通道液体处理设备之后,该设备具有用于夹持微板的定位级基础,吸管尖端,和水库,然而,吸管设计经历了30年的相对不活跃期。

虽然移液管的设计在近几十年里可能停滞不前,在临床实验室环境中与吸管相关的挑战绝非静态的。在此期间,与分析速度和测试结果质量相关的问题变得越来越重要。已经开发了自动液体处理站,以便以比手动操作更快的速度交付结果。但是由于这些技术已经进入市场,人们关心的是仪器是否经过适当校准以正确执行测试并产生可靠的诊断。

在处理样品时避免交叉污染也已成为首要问题,未得到满足的关注临床实验室专业人员已经认识到需要防止气溶胶污染物进入设备和样品,这对于需要处理传染病病原体的高风险情况尤其重要。

在市场上65%的实验室感染是由气溶胶引起的,“关于气溶胶污染的警报需要高度重视。过滤移液管尖端通过旨在防止实验室形成气溶胶污染物的设计来降低与气溶胶有关的污染的风险,可以长时间保持空中飞行。这种设计还保护吸管轴免受污染,从而减少交叉污染的风险。随着这种改进的吸管设计带来的改进,过滤移液管尖端经常用于对污染敏感的应用中,如分子诊断。

污染的危险

目的不仅满足样本检索和分析的速度和可靠性要求,但是,为了提供更高灵敏度的实验室试验要求的更高水平的清洁度,Porex开发了一种新型的经认证的纯移液管尖端过滤器,Porex要塞(图1)。在“认证纯Porex”项目下发起,通过严格的分析程序,吸管尖端过滤器在其他多孔聚合物材料中得到合格,临床,以及生命科学测试程序。

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图2。在临床实验室环境中,Porex Fort.移液管尖端过滤器被设计成在对遗传性疾病进行诊断测试时提供准确的结果,传染病,还有更多。

最近被引入市场,新的吸管尖端过滤器代表了液体处理领域多年来的第一个进步。通过向临床实验室专业人员提供先进的成分,防止交叉污染和样品携带不使用添加剂,Porex Fortress液体阻挡移液管尖端过滤器重新唤醒了液体处理设计的休眠世界。

用于清洁、仔细地收集样品和试剂,用于分析测试和分子诊断等领域,研究人员和临床实验室专家都非常依赖吸管。

从本质上讲,样本检索是一项极其微妙和棘手的任务,因为吸管工作于易受外界最微小元素或环境干扰的物质。环境因素,如移液管所暴露的温度,用户技术,例如移液管被保持的角度,以及化学问题,如污染物和气溶胶,都会影响移液管过程及其产生准确结果的能力(图2)。

找到进入无保护仪器的途径的气溶胶和液体可能具有多种不利影响。随着时间的推移,它们可能引起腐蚀或损坏移液管内密封的密封性。它们还可以进行下一次液体转移,改变样品的组成并错误地影响测试结果。

网状物

图3。在标准移液管尖端过滤器(左)和Porex Fort.移液管尖端过滤器(右)之间的比较中,标准过滤器有效地防止了气溶胶污染,但可使样品进入吸管轴,由于检索困难或可能的污染,使样品无法使用。Porex堡垒技术,相反,阻塞气溶胶并允许清洁样品检索。

污染样品的危险很简单:如果来源不可靠,测试结果同样不可靠。保持样品质量是关键,不管是在研究实验室,测试和分析是工作的基础;或者在临床实验室环境中,进行测试以向患者提供健康信息和诊断。呈现为不可用的样本会干扰操作,造成延误,额外费用,以及总体的不确定性。

它们还可能给患者带来严重的问题,依赖诊所提供可信赖服务的人,准确的信息。接受不正确的诊断不仅浪费了患者的时间和金钱,而且在作出关于开始的决定时,可能对患者造成身体伤害,结束,或在不正确的诊断之后调整治疗。

在许多情况下,病人标本只有有限的数量,在第一次尝试时,必须可靠地检索测试样本。如果样品的组成因暴露于污染物而改变,或者样品运输或者检测不当,测试结果可能需要取消。受污染的样品也可能会锁在吸管尖端内部,破坏任何保存的机会,并可能将污染传递到使用同一吸管进行的下一次测试。对于返回到源头获取新样本不是一种选择,或者太耗时的情况,这种可能性造成严重的并发症。

虽然所有测试应用程序都依赖于有效的移液管,通过聚合酶链反应(PCR)利用靶标扩增的分子诊断学可以说是避免污染最关键的步骤。这种类型的分子诊断在诸如传染病诊断等应用中已经变得普遍,监测遗传性疾病,以及产前和植入前阶段的遗传载体检测。对于这些类型的测试,PCR用于扩增样本中的DNA并产生数百万个序列拷贝。如果原始样品受到任何程度的污染,随后的所有副本也将不准确,可能导致错误的诊断。在使用检测结果检测病原体存在或遗传条件的情况下,错误的读数会造成巨大的损害。

支持下一代移液管

旨在消除对不纯样品和不可靠诊断的担忧,Porex Fort.移液管尖端过滤器可用于一系列方法。该技术结合了惰性和疏水性过滤器(意思是它们天然地足够坚固以抵抗污染物),这些过滤器起到屏障作用,以密封不需要的流体和气溶胶,防止它们渗入吸管轴(图3)。过滤器保护样品不受以前在吸管中预先存在的气溶胶的影响,以及从样品液体被抽吸时产生的那些。

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图4。通过优化吸管轴中的气流,Porex Fortress吸管尖端过滤器允许发生适当的抽吸,同时阻断可能改变测试结果的潜在污染物。

当这种保护发生时,过滤器还优化气流,以提高程序的准确性。这种优化的气流允许发生抽吸,这是样品被吸管捕获所必需的,同时阻止有害颗粒的进入(图4)。这些特性的结果是一个不受干扰并且产生可靠和有信心的测试结果的样本。

尽管足够强壮以阻止不受欢迎的元素,新的过滤器由不含羧甲基纤维素(CMC)或纤维素胶的专有聚乙烯(PE)基质材料制成,以及其他可以浸出到样品中的添加剂(图5)。这种材料的使用不是市场上所有过滤移液管的情况。无添加剂制造的重要性在于这些元素感染样品的趋势与外部污染物一样深。一位分析员对吸管尖端的设计和制造进行如下评价:

吸管尖端在技术上看起来很简单,几乎商品化,然而,它们的设计和制造需要重要的思想和工程。...尽管工程精湛,如果在操作过程中尖端排放污染物,则移液管系统不能可靠地执行。...未在原始条件下制造并经彻底检验的尖端也可能含有不定生物或化学污染物。塑料制品,根据这些提示,可浸出物和提取物可能以隐蔽的方式影响数据保真度和实验结果。

Porex-DeCapua MS03表1.0_PIXE结果

表1。质子诱导X射线发射(PIXE)测试各种Porex吸管尖端过滤器的多孔聚合物的结果,与竞争样品相比,显示出低水平的元素污染。Porex堡垒还获得了“认证纯Porex”项目的资格,包括严格的分析,临床,以及生命科学测试程序。

没有使用添加剂的液体阻挡过滤移液管的制造代表了工业第一并且为液体处理设置了新的标准。通过热解气相色谱质谱(PYMS)测试,质子诱导X射线发射(PIXE),液相色谱质谱(LC-MS),吸管尖端过滤器收到认证的纯Porex标识。发现这些材料几乎没有材料添加剂,污染物,或在临床和实验室测试中造成干扰的重金属(表1)。它们具有99.9%的细菌气溶胶过滤效率(BFE),并且通过来自独立实验室的附加测试也证实了它们是非细胞毒性和非溶血性的。

根据Porex的市场调查,该测试是对多孔聚合物材料最广泛的资格认证程序。它填补了一个关键的空白,公司说,在开发用于分析塑料消耗品中可浸出物和可萃取物的标准化方法的过程中。

研究者们预见了下一代移液管的需求,新的过滤器被设计成去除杂质,这些杂质可能危及未来仪器等级的测试结果,并最终提供在移液管中可获得的最高纯度。新技术超越了浸出和抽吸本身所遇到的可提取物的标准问题,并考虑了所有可能的污染物,包括外部和内部。通过对吸管材料基础的研究,研究人员从吸管过程的一开始就接近了样品的纯度,如果样品从一开始就被引入到含有未知污染物的移液管中,则认识到在抽吸期间防止污染是不相关的标准。

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图5。不含羧甲基纤维素(CMC)和其他添加剂,Porex Fortress由专有的聚乙烯(PE)基质材料构成,并通过测试证明不含有可能干扰样品的污染物或重金属。

因此,研究人员致力于在所有阶段防止交叉污染,保持样品质量的一个具有挑战性和关键性的目标。他们还致力于解决对减少的样本尺寸进行分析的难题,这很少甚至没有提供错误或改动的余地。

一旦过滤器的基础技术得到改进并且能够满足这些需求,下一个壮举是创造一种产品,随着过滤器的普及,它可以很容易地标准化用于世界各地的临床实验室(图6)。据报道,精密的制造技术和环保产品等因素是驱动过滤移液管生长的原因。威廉希尔公司官网

用经过认证的纯材料制成的过滤移液管的价值被比较市场上可用的液体处理材料的独立组织认可。实验室经理或采购商,以真正的测试保证为目标应寻找由纯聚乙烯制成的过滤器,不含密封添加剂,并且依靠[他们]的视觉来确保液体不会被吸入吸管。这将确保样品的完整性。”“

结论

过滤移液管尖端的好处,特别包括过滤移液管尖端减少气溶胶污染的能力,得到了广泛的认可。仍然,滤过的吸管尖端还没有落到每个临床实验室。

对于备受推崇的产品而言,这种缓慢的市场渗透可能是由于对客户营销不充分而导致的,而这些客户将从产品中获益最大。但是也可能是因为过滤移液管尖端的较低成本尚未完全传递给客户,允许承受过滤和未过滤吸管尖端的传统价格差异。为了降低他们的测试方法的成本,并改善他们的底线,实验室通常依赖于包括过滤和未过滤移液管的联合库存。非过滤移液管通常用于被认为不那么易怒或微妙的测试,而更昂贵的过滤移液管通常被保存用于被认为更敏感的测试。

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图6。适用于手动和机器人两种液体处理方法,Porex Fortress移液管尖端过滤器旨在标准化实验室内的移液管库存。

今天,测试保证以最小的成本实现。过滤移液管和非过滤移液管的价格差几乎可以忽略不计,让实验室经理没有理由购买非过滤选项。

消除实验室中不同的库存,只供应过滤移液管,也有助于简化操作。设备中只有一个仪器,对于特定的测试是否“值得”使用过滤移液管,不必做出决定。仅使用过滤移液管意味着实验室可以提高其完整性,并表明对全面质量测试结果的承诺,为患者带来更好的结果,研究项目,以及总成本。

现在,新的生命终于被注入液体处理市场,研究人员将继续取得新的进展,未来几年,新的设计很可能会成形。创新将集中于更快的转变时间,以满足当今快节奏患者的需要,允许更早地提供准确和可靠的诊断,因此,早期开始适当的治疗。随着液体处理系统更加直观,可能还会出现更加个性化的医疗方法,用户友好,还有手机。最后,具有在各种环境下测试所需的液体处理方法,但是专业实验室科学家短缺,自动化系统的开发似乎可能继续下去,也许是迫在眉睫。

说到吸管,开发经过认证的纯净过滤仪器可能只是个开始。有朝一日,全球各地的实验室只储备过滤过的吸管尖端可能会成为新的标准。就像曾经普遍的口吸管技术现在似乎不安全和不卫生的现代实验室专业人士,有可能,非过滤移液管和未经认证的纯过滤移液管将以相同的方式看待。

其结果将代表临床结果的定性改善和液体处理的科学和实践中更高的性能标准。

Maria De CapuaMT(ASCP),是Porex公司的副总裁。如需进一步信息,请联系中电主编史蒂夫·哈拉西通过沙拉西无效的MeqQo.com.

特征图像:Porex Fortress技术使用惰性和疏水性移液管尖端过滤器来防止流体和气溶胶污染样品或移液管,保护样品,检测结果可靠。

工具书类

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