ピペッティングハンドブック(日本語版) - メトラー・トレド
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ピペッティングハンドブック(日本語版)

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ピペッティングの達人のための役立つハンドブック(日本語版)

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ピペッティングは、ライフサイエンス分野の研究で中心的な役割を果たしています。再現性のある結果を得るためには、高精度のピペットと高品質で完全に汚染のないチップが必要です。

このライフサイエンス分野向けピペッティングハンドブックでは、ピペットとチップの選定および評価について解説し、ピペット操作の向上とより良い結果を実現するのに役立ちます。 

このライフサイエンス分野向けピペッティングハンドブックは、以下について詳しく説明することで、ピペッティングを包括的に詳しく解説します。

  • ピペットの評価と選定
  • 正しいチップの選定
  • ピペッティングのテクニック

今すぐハンドブックをダウンロードして、日々のピペッティングにお役立てください。

ピペッティングハンドブックの概要

1.はじめに

Good Pipetting Practiceは、研究者が機器、適切なピペッティングと人間工学的なテクニック、校正と日々の作業について情報に基づいた選択を行い、できる限り最高の結果を得ることを目的としています。マイクロリットルやミリリットルという微量単位のピペッティング(つまり測定して移すという作業)は、おそらく研究室で最も頻繁に行われる作業ですが、研究室の業務を成功させるためにはこのピペッティングを迅速かつ正確に行うことが絶対に必要な条件です。研究室の業務で多く使われるようになってきているのは最新式の空気置換式ピペットです。このピペットには長所が多く、微量の液体の効率的な分注に適しているからです。最新の高品質なピペットとチップを使用することにより、高レベルな生産性向上とそれに対応して仕事量の抑制が可能です。

2.計画立案、ワークフロー及び選定

計画立案とワークフロー

大抵の新しいプロジェクトは、ワークフローのすべてのステップを分析して十分に計画を練ることにより、最高の効率と最善のデータ生成を手に入れることができます。それには開始時のサンプルの種類、必要な終点の分析、サンプルの処理量を始めとして、リキッドハンドリングの全体像を把握する必要があります。次に、使用されるテクニックと必要なリキッドハンドリングフォーマット(試験管、プレート等)の把握も必要です。その後でワークフローに最適なリキッドハンドリングツールが決まります。ピペッティング操作や作業で必要な容量の液体を正確に測定するため、関連のあるチップと作業者のテクニックを1つのシステムとして考える必要があります。どのようなプロジェクトや実験を設計・実行する際にも、適切なピペットとチップの選択と最も効率的なテクニックの使用は欠かせない要素です。

ワークフローの分析

このプロセスの最初のステップは、最初に行うサンプルの分離から最後に行うデータ生成まで、実験に伴う手順をすべて割り出すことです。ここには、標準液やマスターミックスの調製など、ワークフローを支えるすべての準備も含まれます。次に、実験で正しいデータを生成するにはどの程度のばらつきが許容されるのかを確認します。アプリケーションやステップによっては、実験データのばらつきが大きな影響を及ぼすことがあります。例えば、qPCRなどの増幅技術を必要とする実験は、ばらつきから強い影響を受ける恐れがありますが、簡単な標準液の調製はそうでもありません。実験でばらつきを引き起こす主な原因は、最適とはいえないピペットやチップの選択以外に、不十分なピペッティングテクニックも考えられます。例えば、標準液の連続希釈で生成された標準曲線で決まる実験は、ピペッティングが的確にされないと深刻な影響が表れる可能性があります。

ワークフローの最適化

  • 容量範囲とサンプルの処理量に関する要件
  • サンプル/試薬容器種類の要件
  • サンプル/アッセーの要件

3.正しいピペットの選定

最高の結果と生産性の向上を達成すると同時に、改善された人間工学的な特長、特定用途向けのより良い機能などのメリットも得るため、さまざまなピペッティングツールを使用することができます。マイクロピペットには主に、空気置換式とポジティブディスプレイスメント式の2種類があります。どちらのタイプも、ピストンの直径とピストンストロークの長さで液体を吐出する量が決まります。

エアーディスプレイスメント式ピペット

  • 水溶液を極めて正確に測定
  • 経済的

空気置換式ピペットは、研究室でみられる最も一般的なピペッティング機器です。このタイプのピペットは、液体サンプル中にチップの先端を浸し、プランジャーボタンを離すことで操作を行います。ピペットの内部でピストンが上昇すると部分的に真空が生じて液体サンプルが上昇し、真空によって生じた空間に設定した容量が充填されます。

ポジティブディスプレイスメント式ピペット

  • ほとんどの溶液を極めて正確に測定
  • 粘性、密度、揮発性、腐食性の高い液体にお勧め

ポジティブディスプレイスメント式ピペットは空気置換式ピペットほど一般的ではありませんが、研究室ではよく見られるピペットです。このタイプのピペットは使い捨てタイプのピストンとキャピラリシステムを採用しており、これらが設定した容量の物理的空間をつくっています。ピストンはサンプルに直接接触し、ピストンが上がるとサンプルがキャピラリ内に吸引されます。ポジティブディスプレイスメント式ピペットは、水溶液を非常に正確かつ高精度に分注しますが、粘性、密度、揮発性、腐食性の高い溶液にはこのピペットの使用をお勧めします。ただし、ポジティブディスプレイスメント式ピペットに使われている使い捨てタイプのキャピラリとピストンは、空気置換式ピペットの使い捨てチップより高価なため、どちらでも同様の結果が得られる場合には空気置換式ピペットの使用をお勧めします。

ワークフローの最適化

  • 容量範囲とサンプルの処理量に関する要件
  • 電動シングルチャンネルピペット
  • マルチチャンネルピペット
  • ハイスループットのピペッティングシステム
  • 特殊ピペット
  • ポジティブディスプレイスメント式ピペット
  • 連続分注ピペット
  • ピペットコントローラー
  • ボトルトップ型ディスペンサー

4.正しいチップの選定: 設計、品質、シーリング

ピペットとメーカー推奨のチップは、2つの別々の部品ではなく1つのシステムとして見ることが大切です。あらゆるピペットで使用できると宣伝されているピペットは、幅広いモデルのピペットに対応することを目的としているため、往々にして適合性や設計面で妥協していることがあります。ピペットチップを選定する場合、考慮すべき点は設計、品質、適合性です。

チップの設計

最新の設計のピペットチップは、ファインポイントまたは小さな口径を備えた壁の薄い柔軟性のあるチップです。20μL未満の少量をピペッティングする場合、レイニンのFine- Point™チップは標準的な壁の厚い斜切端のチップより高い正確性と精度を発揮します。FinePointチップはほとんどの標準的なチップより柔軟性があるため、液体サンプルをチップの角度に関係なく完全に吐出することができます。つまり、標準的な壁の厚い斜切端のチップに比べ、チップ内に残留するサンプルが大幅に少ないことになります。チップの設計の違いは性能、正確さ、精度に影響を及ぼします。しかしながら、メーカー推奨のチップを使用してピペットを正しく使用すれば、仕様に記載されている正確さと精度で保証されたパフォーマンスを得ることができます。

チップの品質

最も深刻な品質不良が発生する場所は、サンプルの吸引と吐出に最も影響を及ぼす先端の開口部です。図13に4つのチップ先端を拡大図で示しています。

ばりはチップ内部や開口部周辺にみられる成形プロセスで残ったプラスチック残留物です。

成形不良や同軸不良は、プラスチック注入後に成形用の鋳抜きピンの不適切な射出によって生じます。これらの不良によって、ピペッティング中のサンプル損失がもたらされます。高品質の製造プロセスにすることで、不良の発生とそれよって生じるエラーの発生を最小限に抑えることができます。

ピペットチップのシーリング

  • LTS™ LiteTouch™チップイジェクションシステム
  • チップの選択
  • 特殊アプリケーション用の特殊なチップ

5.ピペッティングのテクニック

アプリケーションの的確な評価とそれを踏まえた機器の選定は、研究の結果に大きな影響を及ぼします。しかし、最高の研究結果を得るために考慮すべきことはこれだけではありません。正しいピペッティングテクニックや環境上の条件なども、結果に影響を及ぼします。科学研究において正確さと精度は最も重要な要素です。そこで、次のページではピペッティングテクニックについて、例えばこれらの正しいテクニックを使うだけで正確さと精度が5%も向上することなど、いくつかポイントを挙げて概要を簡単に紹介しています。

最適な容量範囲

ほとんどのピペットに対する一般的な操作範囲は、公称容量の10~100%とされています。これは操作範囲ですが、容量設定が減少するにつれて性能仕様は変化します。100μlのピペットの場合、正確さの仕様は公称容量の50~100%の操作範囲で+/- 0.8%です。しかし10μl(または公称容量10%)のピペットの場合、不正確さの仕様は3倍より大きいか2.5~3%となります。 したがって、一般的に最も正確で精度の高い最適な容量は、公称容量の35~100%です。ピペットの容量は最大容量の10%未満に設定しないようにするか、小容量をより精度良くピペッティングできる小容量ピペットに替えてください。

チップを浸す深さ

微量用ピペットを使用する場合、チップを浸す深さによって正確さを最大5%向上できることは特に重要になります。微量用ピペットの場合は1~2mm、大容量ピペットの場合は最大6~10mmの深さでチップを浸す必要があります。チップを浸す深さが深すぎると、チップ内のガスが圧縮され、多量の液体が吸入される可能性があります。チップ表面に液体が残っている場合も、結果の信頼性を劣化させることがあります。チップを浸す深さが十分でない場合は、空気が吸入され、気泡により不正確な容量になります。いずれの場合も、容量が不正確になります

  • 正しい角度での吸引
  • 一貫性の維持
  • 一定したサンプルの吐出
  • チップのプレリンス
  • 温度変化の防止
  • 一貫性のあるマイクロメーターの設定
  • 関連ホワイトペーパー
 
 
 
 
 
 
 
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