Phương pháp thực hành những thao tác xử lý chất lỏng tự động thường gặp (Hamilton Robotics)

Trong môi trường phòng thí nghiệm, một số thao tác chất lỏng thường gặp có thể mang lại khó khăn nhất định với kỹ thuật viên. Là một phần trong bộ tài liệu hướng dẫn thực hành, bài này cung cấp phương pháp thực hành tối ưu cho các thao tác xử lý chất lỏng thường gặp (Low volume/ Multi-Dispensing/ Serial Dilution).

Automation Best Practice: Low Volume

Cách xử lý chất lỏng tốt nhất khi thao tác với thể tích nhỏ sử dụng kênh pipet 1000uL

Việc thao tác với thể tích nằm trong khoảng 0.5 – 20 uL sử dụng kênh pipet 1000 uL được gọi là thao tác với thể tích nhỏ.

Một số điểm cần lưu ý để việc thao tác với thể tích nhỏ đạt kết quả tốt hơn:

• Cài đặt quy trình:

+ Sử dụng đầu tip 50 uL.

+ Tránh sử dụng tính năng phân phối nhiều lần nếu có thể.

+ Sử dụng chế độ surface empty.

+ Giữ khoảng cách giữa đầu tip và bề mặt chất lỏng ở mức thấp nhất sao cho chất lỏng không chắn đầu tip.

+ Tắt chế độ di chuyển pipet theo mực chất lỏng.

+ Sử dụng đầu tip mới cho mỗi thao tác.

• Lựa chọn thông số chất lỏng:

+ Tăng thời gian thao tác với chất lỏng.

+ Giảm tốc độ rút đầu tip khỏi chất lỏng.

+ Tăng thể tích không khí đệm khi hút nhưng giảm khi nhả chất lỏng. Ngăn tình trạng mao dẫn xảy ra khi tạo áp suất quá lớn.

Automation Best Practice: Multi-Dispensing

Cách thực hành tốt tính năng Multi-Dispensing

Nhả chất lỏng nhiều lần hay được gọi là phân phối chất lỏng, là hành động hút một lượng thể tích tổng đủ để phân phối nhiều lần từ cùng một kênh pipet. Mặc dù việc phân phối chất lỏng nhiều lần giúp giảm thời gian xử lý chất lỏng và số lượng đầu tip sử dụng nhưng có thể mất nhiều công sức hơn để kiểm soát độ tin cậy và độ chính xác cho mỗi thao tác.

Để quyết định xem có nên sử dụng tính năng phân phối nhiều lần hay không, hãy tham khảo biểu đồ dưới đây.

Một số điểm cần lưu ý khi sử dụng tính năng phân phối nhiều lần:

• Cài đặt quy trình:

+ Chỉ sử dụng đầu tip thể tích lớn hơn 50 uL.

+ Lần phân phối đầu tiên và lần cuối cùng thường không chính xác và cần được loại bỏ để duy trì độ chính xác tổng thể tốt hơn cho các lần thao tác. Một số loại chất lỏng yêu cầu loại bỏ 2 lần phân phối đầu tiên. Xem ảnh minh họa phía dưới để ví dụ cụ thể cho việc loại bỏ lần phân phối đầu tiên và lần cuối cùng, cần đảm bảo thể tích các lần thao tác ở giữa nằm trong khoảng tin cậy.

+ Giới hạn tổng số lần phân phối trong mỗi chu kỳ ở mức tối thiểu để có thể kiểm soát độ chính xác dễ dàng hơn và xử lý chất lỏng ổn định hơn. Việc giới hạn số lần phân phối cũng giúp cho việc thiết lập quy trình dễ dàng hơn, ví dụ: để thao tác với định dạng đĩa 96 giếng bằng bộ thao thác chất lỏng tự động 8 kênh, hãy giới hạn số lần phân phối ở mức 6 lần (một nửa đĩa) hoặc 12 lần (toàn bộ đĩa).

+ Sử dụng tính năng pre-wetting đầu tip trong lần thao tác đầu tiên. Việc này có thể giảm thiểu tác động của đường thể tích chuẩn và giúp đồng nhất thể tích thao tác giữa các lần.

+ Sử dụng chế độ “minimize z-move step” nhằm tránh kênh pipet di chuyển đến độ cao lỗi giữa các lần thao tác và tăng tốc độ thao tác của toàn bộ quy trình.

+ Nhằm tăng tốc độ thao tác, sử dụng tính năng “dispense on the fly” nhằm tránh kênh pipet dừng trong quá trình di chuyển trên trục x và z giữa các lần thao tác.

• Lựa chọn thông số chất lỏng:

+ Tăng tốc độ dòng hút để phù hợp với tốc độ dòng phân phối.

+ Liên quan đến đường thể tích chuẩn, cần lưu ý đến thể tích tổng cần hút và sử dụng phương pháp giảm dần để xác định mức hiệu chỉnh cho mỗi lần chuyển. Ví dụ: để phân phối 6 lần thể tích 50uL sử dụng đầu tip 300uL, không điều chỉnh độ tin cậy ở thể tích mục tiêu 50uL. Thay vào đó, hãy điều chỉnh thể tích mục tiêu là 300uL cho lần chuyển đầu tiên, 250uL cho lần chuyển tiếp theo, v.v. 

+ Sử dụng nhiều điểm chuẩn trên đường thể tích chuẩn để tăng độ chính xác của mỗi thao tác chuyển chất lỏng. Từ đó, độ chính xác tổng thể sẽ được cải thiện.

Automation Best Practice: Serial Dilution

Phương pháp thực hành pha loãng nối tiếp và cách xử lý chất lỏng tốt nhất

Pha loãng là một trong những thao tác chất lỏng phổ biến được thực hiện và là quá trình thêm mẫu vào chất lỏng khác giúp làm giảm nồng độ của mẫu. Pha loãng nối tiếp lặp lại quá trình này qua nhiều lần để kiểm tra đánh giá các mẫu ở nhiều nồng độ khác nhau và/hoặc để đạt được nồng độ cuối cùng rất thấp.

Ví dụ như việc thêm 90 µL dung dịch đệm vào tất cả các giếng trong đĩa 96 giếng. Sau đó, 10 μL mẫu được thêm vào cột 1, trộn và chuyển 10 μL hỗn hợp đó sang cột 2, trộn, v.v. Mỗi bước pha loãng mẫu theo hệ số 10.

• Cài đặt quy trình:

+ Sử dụng đầu tip mới cho mỗi thao tác vận chuyển.

+ Sử dụng tính năng nhả chất lỏng tại bề mặt nếu có thể.

+ Trộn thật kỹ hỗn hợp trong mỗi giếng trước và/hoặc sau mỗi thao tác vận chuyển. Bắt đầu với nhiều chu kỳ trộn và chỉ giảm số chu kỳ trộn để tối ưu hóa tốc độ thao tác nếu cần thiết.

+ Cố định vị trí trộn để tối ưu hóa quá trình phân phối chất lỏng.

+ Nếu sử dụng tính năng theo dõi mực chất lỏng và LLD, xác định đúng dụng cụ thí nghiệm là rất quan trọng để đảm bảo việc theo dõi và trộn chất lỏng được thực hiện đúng cách.

+ Thể tích trộn phải nhỏ hơn 80% thể tích chất lỏng có trong giếng. Nếu thể tích trộn lớn hơn 80% sẽ làm giảm khả năng hút và tăng nguy cơ tạo bọt khí.

+ Hãy chú ý đến khoảng cách rút đầu tip khi thực hiện nhả chất lỏng tại độ cao cố định. Nếu khoảng cách rút đầu tip và độ cao cố định được thiết lập quá thấp, có khả năng không thể lấy đầu tip khỏi chất lỏng trước khi kịp hút phần không khí đệm dùng cho vận chuyển. Việc này có thể dẫn đến kết quả hút chất lỏng trong giếng thay vì hút không khí đệm.

• Lựa chọn thông số chất lỏng:

+ Tùy thuộc vào hệ số pha loãng, có thể yêu cầu thiết lập các thông số chất lỏng khác nhau cho mỗi bước.

+ Loại bỏ thông số thể tích hút quá mức vì nó có thể dẫn đến lượng thể tích thừa sau mỗi lần phân phối và trộn tiếp theo.

Trên đây là một số hướng dẫn thực hành xử lý mẫu chất lỏng trên các hệ thống đến từ hãng Hamilton Robotics cung cấp. Hy vọng thông tin sẽ hữu ích cho bạn!