移液器具检测：确保精准传递的核心环节

在科研实验、临床诊断、质量控制等众多领域，移液操作是实验成功和数据可靠性的基石。移液器（包括单通道、多通道移液器及电动移液装置）作为精确转移液体的核心工具，其性能状态直接影响实验结果的准确性和重现性。因此，建立并执行规范的移液器具检测程序至关重要。

一、 检测目的与意义

  1. 保证测量准确性： 定期检测的主要目的是验证移液器在规定体积范围内的实际排液量是否符合其标称设定值（指示体积）以及相关标准（如ISO 8655）的要求。
  2. 确保结果重现性： 检测能够评估移液器在重复操作时的精密度（重复性），消除因仪器性能不稳定导致的批内或批间差异。
  3. 识别性能漂移： 随着使用频率增加、部件磨损（如密封圈老化、活塞润滑剂消耗）或意外情况（如撞击、腐蚀），移液器的准确性可能发生偏离。定期检测可以及时发现这些问题。
  4. 符合法规与标准要求： 良好的实验室规范(GLP)、质量管理体系(如ISO/IEC 17025)以及众多行业标准都明确规定了对关键计量器具（包括移液器）进行定期检定或校准验证的要求。
  5. 提升实验可靠性： 通过对移液器的性能监控和维护，从根本上降低因移液误差导致的实验失败、结果偏差或数据不可信的风险。
 

二、 主要检测项目

依据国际标准ISO 8655《活塞式容积测量装置》的要求，移液器具的检测主要包括以下核心指标：

  1. 准确度（Accuracy / Trueness / Systematic Error）：

    • 定义： 衡量移液器实际排出的平均体积与其设定体积（指示体积）之间的接近程度。通常用相对误差（%Error）或绝对误差表示。
    • 要求： 不同精度等级（如ISO 8655规定的A级、D级）对不同体积范围有不同的最大允许误差(MPE)要求。例如，对于常用的10-100 µL量程的微量移液器，A级MPE通常在±(0.8% - 1.0%)左右。

  2. 精密度（Precision / Random Error / Repeatability）：

    • 定义： 衡量移液器在相同设定、相同操作条件下重复移液操作时，排出体积的波动程度。通常用标准偏差(SD)或变异系数(CV%)表示。
    • 要求： 同样有对应的MPE要求。CV%值越小，说明移液器的重复性越好，操作稳定性越高。

  3. 线性度（Linearity）： 对于可调量程的移液器，还需检测其在整个量程范围内多个代表性体积点的准确度和精密度，以评估其设定值与实际输出值之间关系的线性程度。

 

三、 标准检测方法：重量法（Gravimetric Method）

重量法是ISO 8655等国际标准推荐的首选方法，因其具有高精度和可溯源性优势。

  1. 原理： 利用高精度分析天平（分辨率通常需达到0.001mg或更高），称量移液器排出的纯水（或指定液体）的质量。在已知检测环境温度、大气压力和湿度条件下，通过水的密度值（或使用Z因子进行修正）将质量转换为对应的实际体积（V = m / ρ）。
  2. 关键步骤：
    • 环境控制： 检测需在温度稳定（通常20±0.5°C或23±0.5°C）、无气流、无震动干扰的专用房间或工作台进行。仪器、液体和环境至少需要平衡2小时以上。
    • 介质选择： 首选蒸馏水或去离子水（电导率≤0.1 µS/cm）。检测前需测试其表面张力（可通过测定其蒸发量间接验证）。
    • 称量容器： 使用锥形瓶、小烧杯等敞口容器，内部壁面预先润湿（预润洗），置于天平秤盘上稳定。
    • 移液操作模拟：
      • 预润洗（Pre-wetting）： 吸取液体至第一档，排出回原液瓶（或废弃）。此步骤对保证吸头内表面形成稳定的液膜至关重要，尤其对于体积小、表面张力影响大的液体。
      • 吸取液体： 使用指定的吸头，平稳垂直吸取液体至第一档（避免产生气泡或过度按压）。
      • 排液： 将吸头尖端以约30度角轻贴称量容器内壁，平稳按压至第一档（排出大部分液体），稍作停顿（通常1秒），再继续按压至第二档（吹出吸头尖端残留液滴），保持按压状态将吸头沿着容器内壁向上滑动移出（排液模式需严格统一）。对于非正向排液（Reverse Pipetting）模式，需遵循特定操作规程。
    • 称量： 记录排液后装有液体的容器质量（或直接记录天平显示的排液质量值）。每次称量后需更换称量容器或彻底清洁干燥原容器。
    • 数据处理：
      • 记录每次排液的质量（m）。
      • 查询或计算当前温度、气压下水（或所用液体）的密度（ρ）。
      • 计算每次排出的实际体积（Vs = m / ρ）。
      • 计算该设定体积下多次（通常n=10次）测量结果的平均体积（V̄）。
      • 计算准确度（系统误差）：%Error = [(V̄ - V0) / V0] * 100% (V0为设定体积)。
      • 计算精密度（随机误差）：CV% = (SD / V̄) * 100% (SD为标准偏差)。
 

四、 检测频率

  • 新购： 投入使用前必须进行首次检测（进货检验）。
  • 定期： 根据使用频率、操作环境重要性、接触介质的性质以及以往性能稳定性确定。一般建议：
    • 高精度要求或频繁使用：每3-6个月检测一次。
    • 普通用途：每6-12个月检测一次。
    • 用于关键应用（如药物定量分析、标准品配置）：应适当缩短周期。
  • 维修后: 任何维修或更换关键部件（如活塞、密封圈）后必须重新检测。
  • 可疑时: 当观察到操作异常、结果异常或移液器受到意外冲击后，应立即检测。
 

五、 结果判定与处理

  1. 判定标准： 将计算出的准确度（%Error）和精密度（CV%）值与移液器自身的精度等级（如A级、D级）或适用的标准（如ISO 8655）规定以及实验室内部设定的更严格标准（如有）进行比较。
  2. 合格： 若准确度和精密度均在最大允许误差范围内，判定为合格，可继续使用。
  3. 不合格：
    • 校准/调整： 对于可校准的移液器，可由专业技术人员根据检测结果进行校准调整，使其恢复至最佳性能状态，调整后需重新检测验证。
    • 维修： 若校准调整无效，或存在机械故障（如漏液、卡顿），则需要进行专业维修，更换损坏部件。
    • 降级使用/报废： 对于无法修复或不符合精度要求、且无法满足当前实验需求的移液器，应考虑仅限于对精度要求不高的场合使用或予以报废处理。
 

六、 检测记录

详细的检测记录是质量追溯和管理的关键，应至少包含以下信息：

  • 移液器唯一性标识（编号、品牌型号、序列号）
  • 检测日期、检测人员
  • 检测依据的标准（如ISO 8655）
  • 检测环境参数（温度、湿度、大气压）
  • 检测介质信息（名称、批号、温度、密度/Z因子）
  • 天平信息（型号、编号、校准状态）
  • 吸头信息（品牌、型号、批号）
  • 检测的体积点
  • 每次测量的实际排出体积（或质量）值
  • 计算结果（平均体积、系统误差、随机误差、CV%）
  • 判定结论（合格/不合格）
  • 执行的操作（如校准、维修、报废）及执行日期和人员
 

七、 注意事项

  1. 人员培训： 检测操作人员必须经过严格培训，熟练掌握标准操作手法（SOP），确保操作的一致性和可重复性。
  2. 吸头匹配： 使用制造商推荐的或经过验证匹配的同品牌、同规格吸头。吸头质量、匹配度和安装到位与否严重影响结果。每次检测应使用同一批次吸头。
  3. 环境稳定性： 严格控制环境温度波动（±0.5°C内）并消除气流干扰至关重要。天平应置于稳固的防震台上。
  4. 液体蒸发： 快速称量至关重要（通常设定天平自动稳定时间≤5秒），并使用带盖称量瓶（开盖时间尽量短）或蒸发阱以减小蒸发误差。需要定期测量蒸发量进行修正（尤其对小体积）。
  5. 操作一致性： 操作者的手法（按压速度、深度、吸头浸入深度、排液角度与速度、停留时间）必须严格按照标准执行，保持高度一致。
  6. 预防交叉污染： 避免在称量容器内反复吸取/排液导致浓度变化。每次测试更换容器或彻底清洗。
  7. 仪器状态： 天平必须在有效校准期内，并定期进行期间核查。移液器检测前应确保其清洁、干燥。
  8. 数据完整性： 确保原始数据记录真实、完整、可追溯，计算过程无误。
 

结论：

移液器具检测并非一项可选项，而是保障实验结果科学性和有效性的强制性质量控制措施。通过建立并严格执行基于国际标准（如ISO 8655重量法）的定期检测程序，实验室能够有效监控移液器的性能状态，及时发现并纠正偏差，最大限度地降低移液操作引入的误差风险。这将为科学研究的严谨性、诊断结果的可靠性以及产品质量的稳定性奠定坚实的计量基础。投入检测所花费的时间和资源，远低于因移液不准确导致实验失败、数据重测甚至结论错误所带来的损失。