移液器的分类和原理

移液器的分类和原理

微量加样器（移液器）最早出现于1956年，由德国生理化学研究所的科学家Schnitger发明，其后，在1958年德国Eppendorf公司开始生产按钮式微量加样器，成为世界上第一家生产微量加样器的公司。这些微量加样器的吸液范围在1—1000~1之间，适用于临床常规化学实验室使用。微量加样器发展到今天，不但加样更为精确，而且品种也多种多样，如微量分配器、多通道微量加样器等，其加样的物理学原理有下面两种：①使用空气垫(又称活塞冲程)加样；②使用无空气垫的活塞正移动(positive displacement)加样。上述两种不同原理的微量加样器有其不同的特定应用范围。

空气垫加样器

活塞冲程(空气垫)加样器可很方便地用于固定或可调体积液体的加样，加样体积的范围在小于1ul至lOml之间。加样器中的空气垫的作用是将吸于塑料吸头内的液体样本与加样器内的活塞分隔开来，空气垫通过加样器活塞的弹簧样运动而移动，进而带动吸头中的液体，死体积和移液吸头中高度的增加决定了加样中这种空气垫的膨胀程度。因此，活塞移动的体积必须比所希望吸取的体积要大约2％～4％，温度、气压和空气湿度的影响必须通过对空气垫加样器进行结构上的改良而降低，使得在正常情况下不至于影响加样的准确度。一次性吸头是本加样系统的一个重要组成部分，其形状、材料特性及与加样器的吻合程度均对加样的准确度有很大的影响。

活塞正移动加样器

以活塞正移动为原理的加样器和分配器与空气垫加样器所受物理因素的影响不同，因此，在空气垫加样器难以应用的情况下，活塞正移动加样器可以应用，如具有高蒸汽压的、高黏稠度以及密度大于2．0g ／cm3的液体；又如在临床聚合酶链反应(PCR)测定中，为防止气溶胶的产生，最好使用活塞正移动加样器。活塞正移动加样器的吸头与空气垫加样器吸头有所不同，其内含一个可与加样器的活塞耦合的活塞，这种吸头一般由生产活塞正移动加样器的厂家配套生产，不能使用通常的吸头或不同厂家的吸头。

多通道加样器、电子加样器和分配器

多通道加样器、电子加样器和分配器的原理与上述相同。多通道加样器通常为8通道或12通道，与

8X12＝96孔微孔板一致。多通道加样器的使用不但可减少实验操作人员的加样操作次数，而且可提高加样

的精密度。电子加样器和分配器为半自动加样系统，电子加样器最大的优点是其具有很高的加样重复性，应用范围广。

移液器的选购要点

移液器的选择，一般注意从以下几个方面进行考虑：

1．产品性能，即移液器的准确性和重复性

对于绝大多数用户而言，购买之前检测产品性能既有难度又无必要。因此，主要还是依据制造厂商提供的技术数据。但在这里还是要说明两点：其一，不要轻易相信卖家的口头承诺，一定要查阅制造商提供的书面材料；其二，在全球移液器市场上影响较大的品牌，如EPPENDORF，GILSON和RAININ等，其提供的技术数据可信度更高。

2．产品的可靠耐用

这一方面，主要取决于移液器所用的材料。对于外壳，应当有较高的耐冲击性、耐腐蚀性和较低的导热性（如PVDF材质）；对于活塞，目前市场上主要有不锈钢、陶瓷和塑料三种材质。不锈钢机械性能好、寿命长，只是不太适合用于强酸强碱的移液；陶瓷则有很高的耐腐蚀性，但机械性能较差。当然，优质的材料往往意味着更高的价格，所以需要综合考虑购买价格和寿命的因素。

3．产品的人体工程学设计

主要可以考虑以下几点：第一，完成一个移液循环拇指的移动距离短，意味着舒适度更高；第二，比较相同量程的移液器完成一次排液（一定要按到底）所需的拇指用力，这是影响舒适性的关键，用力越少意味着长期使用造成手指损伤的风险越小；第三，装卸吸头，同样是越省力越好；第四，移液器的重量适中，过重会增加手的负担，但过轻也往往意味着材质可能差强人意；第五，其它的辅助设计，如壳体的磨砂设计以及指钩设计，有助于进一步提高舒适性。

中国市场上的移液器品牌（一）国产品牌

最近有几位朋友希望我能向其推荐移液器的品牌，这着实让我踌躇了很久：首先，最贵的未必最好，最好的也未必最适用。每个人的需求不同，适用的移液器也就不同了；其次，无论我推荐哪一个品牌，都难脱做广告的嫌疑——毕竟我就是卖移液器的——虽然各位读者并不知道我究竟卖哪个品牌。所以，我想还是罗列一下当前中国市场上主要的一些品牌，通过介绍其市场地位和基本特点，以便于读者自行选择。

在正式开始之前，我首先简单介绍一下行文的顺序：首先是把当前市场上的各品牌按照业内普遍认可的规则分为国产品牌（“假洋鬼子”也归入此类）和进口品牌（强调一点：进口品牌不等于进口产品）；然后再按照市场占有率（销售额，下同）由大到小的顺序来把不同的品牌归入几个梯队，在每一个梯

队内的不同品牌的市场占有率没有大小顺序。另外还要声明一点：我所说的市场占有率是基于某些第三方数据以及我的观察和调查，并不能保证完全正确——目前还没有任何一个机构能提供比较权威的数据。

到此，我们终于可以正式开始了——让我们从简单的开始：国产品牌。

第一梯队

第一梯队只有一个品牌：大龙（Dragonmed）。其市场占有率在中国不输于绝大多数进口品牌，并且每年还有大量的出口，在国产品牌中用“孤独求败”来描述似乎也不为过。

大龙的技术来源于BIOHIT，所以其产品的外观和构造与BIOHIT的Proline系列没有多少明显的差别。近两年，大龙似乎颇有雄心，生产线丰富了很多，其工厂也从上海搬到了北京。但只有努力摆脱“仿制”的嫌疑，并规范其市场和销售行为，将来才有可能真正成为国产品牌中的“龙头大哥”。

第二梯队

第二梯队也只有一个品牌：金花（北京青云）。虽然其市场占有率与大龙远不可相提并论，相对于大多数进口品牌也处于下风，但由于其历史较长，在市场上的影响力亦不容忽略。

金花仿制了GILSON，其产品的外观和构造与GILSON的Pipetman几乎相同，但看起来要粗糙些。由于金花近几年在市场推广和产品改进方面没有什么动作，其市场占有率有逐渐萎缩的趋势。

第三梯队

第三梯队的品牌（客观的说，品牌说不上，只能说是牌子或商标）就多一些了。这些产品的共同特点是质量不高、价格低和市场知名度低。

我们简单的举几个例子：其一，上海托莫斯（美国TOMOS），虽然看起来是美国品牌，但其企业拥有人是中国人，生产在中国，且其产品完全仿制RAININ，甚至其型号名称都与RAININ相同，偶尔也有冒名顶替的欺骗行为；其二，上海科华，仿制BIOHIT；其三，浙江华威，仿制GILSON；其四，上海荣泰，仿GILSON和BIOHIT。

中国市场上的移液器品牌（二）进口品牌

在全球范围内，市场占有率超过5％的品牌有五个，分别是EPPENDORF、RAININ、GILSON、FINNPIPETTE 和BIOHIT。但具体到中国，情况则有很大不同。

第一梯队

第一梯队非德国艾本德（EPPENDORF）莫属。作为移液器的发明者，艾本德在移液器市场近几年无论是在全球还是国内，都稳居第一。

最初，香港基因公司作为艾本德的中国总代，对艾本德在中国的发展起了非常重要的作用；直到2007年，艾本德才在上海设立公司，并收回了基因公司的总代理权。艾本德除了移液器，其离心机在中国声名显赫，而其基因扩增仪（PCR）和工作站等在市场上也颇有影响。

艾本德移液器的主要特点是：其一，设计精巧，如吸/排液按钮与量程调节旋钮分离、量程视窗在移液过程中可见，而且其外观的白色基调也比较清新——可能就是因为其设计过于精巧，目前尚且没有找到仿制的产品；其二，故障率低，如果您在使用过程中避免摔落地面等冲击移液器的现象，其移液器在正常使用情况下不容易出现故障，但一旦出现故障其配件价格也很“高端”；其三，耐腐蚀性强，其中间量程移液器的活塞用陶瓷，大量程移液器活塞用塑料（Research Plus系列的活塞用PEI），基本没有活塞生锈的问题。

第二梯队

第二梯队有两个品牌，其一是美/法吉尔森（GILSON），其二是芬兰雷勃（Finnpipette），这两个品牌在中国市场的占有率都在10％以上。

吉尔森在中国由香港华运代理，没有办事机构。吉尔森的移液器都是不锈钢活塞，其Pipetman系列移液器自上市以来，享誉数十年，以结实精准著称；但人体工程学元素很少，非常笨重，力气小的人如果长时间使用颇有些痛苦。近几年推出的Pipetman Neo系列和Ultra（液晶显示屏）系列虽然在人体工程学方面略有改进，却在结实耐用方面明显有退步。另外，华运的服务态度尚可，但服务能力有限。

雷勃现在是美国热电（Thermo Fisher）的子公司。其彩枪和白枪都是在中国生产的，采用塑料活塞，品质一般，但价格低廉，在中国市场的接受度非常高，与大龙一起是高校学生用的最多的产品。另外，其多道移液器性价比比较高，在中国市场接受度也很高。当然，雷勃这几年新推出了F系列也颇有卖点（如银离子涂层），只是销售量还不大，我没有怎么研究过，对其品质尚不能评论。

第三梯队

第三梯队都是中档产品，包括芬兰百得（BIOHIT）、德国普兰德（BRAND）和日本立洋（NICHIRYO）。这三个品牌在中国市场的占有率都在5％以上。

百得在欧洲也算得上是高档产品，但在中国却一直都没能体现其高贵的血统。其Proline系列上市已久，性能中庸，现在在国内生产，也是众多国内品牌的仿制对象。而百得的mline系列是较新的产品，有些比较突出的特点，如量程锁定按钮和较轻的吸/排液用力，算得上是高性价比的产品（现在也在国内生产）。

普兰德在国内成名已久，但一直没有大作为——这可能与其区域代理的销售模式和非主流的产品特点有很大关系。普兰德的移液器用玻璃作为活塞的材质，其Transferpipette系列（灰枪和白枪），外形非常独特，但现在已逐渐退出市场。现在普兰德主推的是其整支灭菌的Transferpipette S系列，性价比有所提高，但外形则中规中矩，缺乏特色了。

立洋在中国市场一直不温不火，在中国也是通过代理来销售。立洋在国内卖得最多的是NPX系列，用陶瓷活塞，耐腐蚀但用起来有些费力。其电动移液器看起来比较有特色，远看象个手机，但实用性如何则不得而知。

第四梯队

其它的所有进口品牌都可以列入第四梯队。其中主要有美国瑞宁（RAININ）、瑞士SOCOREX、瑞士哈美顿（Hamilton）、波兰HTL、美国Labnet和丹麦CAPP等。

瑞宁现在是瑞士梅特勒－托利多的子公司，在中国销售时间短。但最近两三年梅特勒－托利多对移液器投入很大，由此瑞宁在中国的发展非常迅速，再加之产品种类齐全、品质优良，进入第三梯队指日可待；SOCOREX的产品颇有些特点，如拆装非常方便的退吸头器等，但其办事机构在香港，服务的及时性恐难保证；哈美顿在欧美市场有些地位，产品有点象BIOHIT的mline系列；HTL是仿GILSON的，现在被AXYGEN收购，改名为AXYPET，依托AXYGEN吸头在中国的影响力，接下来的发展有提速的可能；Labnet也是仿制GILSON，与HTL同属一家集团；CAPP的产品有点特色，如金属套柄，也是唯一能提供48道（用于96孔板）和64道（用于384孔板）移液器的厂家。

移液器的选择与很多因素有关，大概可以分类如下：

一，移液器的因素，如精度、量程、材质、设计和价格等，最近几年人体工程学的概念也进入了人们的视线；

二，供应商的因素，如合作关系和服务等；

三，使用者的因素，如使用习惯和应用领域等。后文我们将一一展开。

移液器的精度，是指准确性和重复性。对此，各品牌的表述并不一致，有的说是准确度和精确度，有的说是系统误差和偶然误差。但既然是我自己写的东东，就不管别人是怎么说的，总是以自己的为准。所谓准确性，是指测定值与真实值（设定值）符合的程度，也就是测量值与真实值的差距大小，而在实际计算时，我们往往把设定值作为真实值（对于绝大多数移液器，其最大的量程的准确性一般在

±1％左右）；所谓重复性，是指单次测定值与平均值符合的程度。至于具体的计算方法，对于使用者而言用处不大，我也将在以后讨论“移液器的校准”时进一步展开。对于绝大多数用户而言，购买之前检测产品的精度既有难度又无必要。因此，主要还是依据制造厂商提供的技术数据。但在这里还是要说明一点：不要轻易相信供应商的口头承诺，一定要查阅制造商的宣传手册。当然，虽各品牌的移液器在其宣传手册上都会有相关的精度数据，但这些数据的来源，却差距很大。首先说，原始数据的产生都是相同的：随机选取一定数量的同型号移液器，分别取三个量程点（一般是移液器的最大量程、50％量程和10％量程），重复一定次数测量后计算出每支移液器的精度值；其次说，数据筛选的原则不尽相同：比较谨慎的品牌会选精度最低的某支移液器的数据作为其宣传手册上的数据，还算规矩的品牌会选各支移液器精度的平均值，而个别滑头的品牌会选精度较好甚至最好的某支移液器的数据！所以，“白纸黑字”未必总是可信的，还是需要我们有双能辨明真伪的眼睛。

一般说来，以下两点对我们认清宣传手册上的精度数据有所帮助：

其一，制造商的中文版手册上的精度数据应该与其英文版完全一致，如不一致，就有“作弊”的嫌疑；其二，在全球移液器市场上影响较大的品牌，其提供的技术数据可信度更高。

还有一点不得不提，国内有相关的计量检定标准（中华人民共和国国家计量检定规程JJG 646-2006：移液器），该文件对国家的精度标准作了详细的阐述。

对于该文件，我想说明其两点不足之处：

一，其小量程移液器的精度要求过低，目前市场上的各品牌的出厂标准均远高于该国家标准；

二，其大量程移液器（1000ul及以上）的10％量程点的精度要求过高，目前没有一个品牌的出厂数据能达到其标准。

在进行分析测试方面的研究时，一般采用移液枪（pipette）量取少量或微量的液体。对于移液枪的正确使用方法及其一些细节操作，是很多人都会忽略的。现在分几个方面详细叙述。

量程的调节

在调节量程时，如果要从大体积调为小体积，则按照正常的调节方法，逆时针旋转旋钮即可；但如果要从小体积调为大体积时，则可先顺时针旋转刻度旋钮至超过量程的刻度，再回调至设定体积，这样可以保证量取的最高精确度。

在该过程中，千万不要将按钮旋出量程，否则会卡住内部机械装置而损坏了移液枪。

枪头（吸液嘴）的装配

在将枪头（pipette tips）套上移液枪时，很多人会使劲地在枪头盒子上敲几下，这时错误的做法，因为这样会导致移液枪的内部配件（如弹簧）因敲击产生的瞬时撞击力而变得松散，甚至会导致刻度调节旋钮卡住。正确的方法是将移液枪（器）垂直插入枪头中，稍微用力左右微微转动即可使其紧密结合。如果是多道（如8道或12道）移液枪，则可以将移液枪的第一道对准第一个枪头，然后倾斜地插入，往前后方向摇动即可卡紧。枪头卡紧的标志是略为超过O型环，并可以看到连接部分形成清晰的密封圈。

移液的方法

移液之前，要保证移液器、枪头和液体处于相同温度。吸取液体时，移液器保持竖直状态，将枪头插入液面下2－3毫米。在吸液之前，可以先吸放几次液体以润湿吸液嘴（尤其是要吸取粘稠或密度与水不同的液体时）。这时可以采取两种移液方法。

一是前进移液法。用大拇指将按钮按下至第一停点，然后慢慢松开按钮回原点。接着将按钮按至第一停点排出液体，稍停片刻继续按按钮至第二停点吹出残余的液体。最后松开按钮。

二是反向移液法。此法一般用于转移高粘液体、生物活性液体、易起泡液体或极微量的液体，其原理就是先吸入多于设置量程的液体，转移液体的时候不用吹出残余的液体。先按下按钮至第二停点，慢慢松开按钮至原点。接着将按钮按至第一停点排出设置好量程的液体，继续保持按住按钮位于第一停点（千万别再往下按），取下有残留液体的枪头，弃之。

移液器的正确放置

使用完毕，可以将其竖直挂在移液枪架上，但要小心别掉下来。当移液器枪头里有液体时，切勿将移液器水平放置或倒置，以免液体倒流腐蚀活塞弹簧。

维护保养时的注意事项

如不使用，要把移液枪的量程调至最大值的刻度，使弹簧处于松弛状态以保护弹簧。

最好定期清洗移液枪，可以用肥皂水或60 ％的异丙醇，再用蒸馏水清洗，自然晾干。

高温消毒之前，要确保移液器能适应高温。

校准是可以在20-25度环境中，通过重复几次秤量蒸馏水的方法来进行。

使用时要检查是否有漏液现象。方法时吸取液体后悬空垂直放置几秒中，看看液面是否下降。如果漏液，原因大致有一下几方面：

1、枪头是否匹配；

2、弹簧活塞是否正常；

3、如果是易挥发的液体（许多有机溶剂都如此），则可能是饱和蒸汽压的问题。可以先吸放几次液

体，然后再移液。

移液器的选购应当考虑以下几个方面的问题

1.高质量的性能

2. 独一无二的体积控制系统

3.一致的准确度和重复性

4.可靠耐用

5.人体工程学设计

如果一支移液器能够同时具备可变容量或者固定容量，那就意味着在一把移液器中同时具备一个可变量程活塞和一个固定量程活塞。这意味着该品牌移液器在单支移液器的价格水平上为用户提供了两种功能。有的品牌的移液器的功能还不仅限于此，不仅每支移液器带有固定容量活塞，而且您还可以购买其它量程的固定活塞安装于移液器上，其价格远远低于购买一支固定量程移液器的价格。采用这个方法，您可以根据自己的需要选购固定量程移液器，经济且方便。

准确度和重现性

移液器的准确度和重复性是选购的重要指标，这个直接关系到实际分析检测能否顺利进行。丹麦Capp 移液器的空气控制原理

很多品牌的移液器对于温度均一没有引起足够的重视。丹麦CappAero移液器是唯一将内部温度均一作为保证移液器精度重要手段的移液器，为了有效保证内部温度均一，该品牌还特意设计了专利的空气隔层手柄，手柄内部的空气自动地与外界交换，这个结果保证了更为精确的加样，在长时间使用的情况下更是如此。

移液器与Tip头的结合能力是否合适

移液器与Tip头的结合能力是精确度和重现性的保证，一般来说移液器和Tip的结合都是采用直接卡口的形式，这种方法比较的牢固，但是在更换Tip头时需要比较使劲，久之对于移液器与Tip头的结合会产生不良的影响，有很大的可能会影响取样精度。有些品牌的移液器具备双层O型圈，这样可以保证加样时的误差小于设定误差的1％。O型密封圈使得结合更加精密，从而减小了不精确的误差。这种移液器大家在选购时，不妨做个参考，因为这种移液器能够适合更多的Tip头。

移液器的正确操作和注意事项

设定容量：设定所需要的容量时应调整到大于设定容量值的 1/4 圈，再调至设定值，这样可排除机械间隙，使设定量值准确，即先将容量调节钮旋转超过目的容量值的 1/4 圈，再向下调至设定值。

吸液的操作:

1、连接恰当的吸嘴；

2、按下控制钮至第一档；

3、将移液器吸嘴垂直进入液面下 1-6mm （视移液器容量大小而定）；

0.1-10ul 容量的移液器进入液面下1-2mm

2-200ul 容量的移液器进入液面下 2-3mm

1-5ml 容量的移液器进入液面下 3 -6mm

注：为使测量准确可将吸嘴预洗 3 次，即反复吸排液体 3 次。

4、使控制钮缓慢滑回原位；

5、移液器移出液面前略等待 1-3 秒；

1000ul 以下停顿 1 秒

5-10ml 停顿 2-3 秒 .

6、缓慢取出吸嘴，确保吸嘴外壁无液体。

排液的操作：

1、将吸嘴以一定角度抵住容量内壁；

2、缓慢将控制钮按至第一档并等待约1－3秒；

3、将控制钮按至第二档过程中，吸嘴将剩余液体排净；

4、慢放控制钮；

5、按压弹射键弹射出吸嘴。

养护：

1、如液体不小心进入活塞室应及时清除污染物；

2、移液器使用完毕后，把移液器量程调至最大值，且将移液器垂直放置在移液器架上；

3、根据使用频率所有的移液器应定期用肥皂水清洗或用 60 ％的异丙醇消毒，再用双

蒸水清洗并晾干；

4、避免放在温度较高处以防变形致漏液或不准；

5、发现问题及时找专业人员处理。

注意事项：

1、当移液器吸嘴有液体时切勿将移液器水平或倒置放置，以防液体流入活塞室腐蚀移液器活塞；

2、正确使用移液器吸液、排液，以达高精准度。尤其注意排液的2)、3)操作；

3、平时检查是否漏液的方法：

吸液后在液体中停 1-3 秒观察吸头内液面是否下降；如果液面下降首先检查吸头是否有问题，如有问题更换吸头，更换吸头后液面仍下降说明活塞组件有问题，应找专业维修人员修理。

4、需要高温消毒的移液器应首先查阅所使用的移液器是否适合高温消毒后再行处理。

检测微量移液器的准确度|价格|报价

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检测微量移液器的准确度

仪器用具：

Pipetman P1000, P200, P20

天平

小烧杯及蒸馏水

方法步骤：

1）将P1000, P200, P20 之体积调整圈旋转至最高值（即1000, 200, 20）。

2）天平上预先放置秤药纸或秤药盘并归零。以微量移液器吸取蒸馏水，加在秤药纸或秤药盘上秤其重量。每支微量移液器重复五次，并记录每一次得到的结果。

3）由结果判断你的微量移液器是否该校正维修

移液器的专业校准

严格的移液器校准环境

操作空间：独立的操作间，有温度和湿度显示

温度控制：恒温15-30℃（±0.5℃）

湿度控制：60-90%

工作台面：防震、防尘，无阳光直射，远离热源

称量设备：精密分析天平，每年由厂家定期校准

防蒸发装置：专用湿度阱

称量介质：双蒸水，每4小时更换一次，批次更换周期不大于2周

不同量程范围的移液器的校准方法

＜1ul 应用分光光度计检测

≥1ul 用精密分析天平测定重量

1-10ul 从预装蒸馏水的称量管中取出一定量蒸馏水，进行扣除计算的方法称量

＞10ul 用预润的吸头将蒸馏水加入称量管中的方式称重

多道移液器用预润的吸头加入称重管中的方式称重，每一通道都要进行校准（根据水在20℃时的密度0.9982计算体积

移液器校准的操作过程

校准用具的同文化处理，即工作台、天平、双蒸水、称量皿、吸头和移液器置于同一操作间4小时以上，确保温度相同

移液器内、外部件的清洗

校准：三点十次校准法和三点四次校准法，即根据移液器量程范围，选取最小体积量、中间体积和最大体积量分别测定10次或4次，各个测试点取其平均值，计算不准确度和不精确度，评价标准符合DIN 12650标准

出示校准报告，可根据客户要求提供电子打印的标准报告或PICASO校准报告，符合DIN、ISO或ASTM 相关标准。

移液器的检修指南