Incorporando a bomba certa em seu sistema de manuseio de líquidos

Jul 26, 2023

Brandoch Cook, PhD, é escritor científico freelance. Ele pode ser contatado em: [email protected].

O manuseio automatizado de líquidos é indispensável para fluxos de trabalho biomédicos. São necessárias tecnologias em evolução, como sequenciamento de próxima geração, citometria de fluxo e ressonância plasmônica de superfície. A capacidade de transferir amplas faixas de volumes e incorporar líquidos com propriedades químicas e físicas díspares, ao mesmo tempo em que obtém repetição, precisão e reprodutibilidade. As mãos humanas não conseguem atingir tal precisão ou consistência, tornando o manipulador de líquidos essencial para o laboratório moderno.

As bombas de seringa, entretanto, são as mais versáteis e comumente usadas como componentes OEM em sistemas de manuseio de líquidos.

Ao considerar a compra de um novo manipulador de líquidos, o comprador muitas vezes vê uma máquina totalmente integrada e perfeita. No entanto, além da caixa com janela e do braço do robô, os componentes que formam suas entranhas – bombas, válvulas, conexões, tubos – são frequentemente fornecidos por vários fabricantes diferentes e montados como um produto de fabricante de equipamento original (OEM). Potenciais incompatibilidades entre estes componentes significam que cabe aos compradores avaliar as suas necessidades e encontrar as peças certas para as suas aplicações. O que se segue é um breve guia sobre como escolher o carro-chefe do manipulador de líquidos: a bomba.

Como o líquido é incompressível, muitas bombas utilizam deslocamento positivo para movê-lo. Isso permite que as taxas de fluxo permaneçam constantes, independentemente das flutuações na pressão do sistema, tensão superficial, viscosidade do líquido e umidade externa. Como os manipuladores podem percorrer milhares de distribuições de líquidos de pequeno volume por dia, muitas bombas usam motores de micropasso que completam pequenos ângulos de rotação parcial a cada passo, fornecendo continuamente fluidos em nanoescala centenas de vezes por revolução completa.

Bombas de seringa, pistão e peristálticas podem satisfazer essas condições. As bombas de seringa, entretanto, são as mais versáteis e comumente usadas como componentes OEM em sistemas de manuseio de líquidos. Isso se deve à sua capacidade de lidar com múltiplas fontes de injeção de líquidos ou de pressão positiva em um único fluxo de trabalho, mantendo taxas de fluxo reproduzíveis e constantes. Esses parâmetros se adaptam bem a fluxos de trabalho precisos e de pequeno volume para microfluídica, citometria de fluxo e cromatografia.

Uma bomba de pistão costuma ser a melhor opção para fluxos de trabalho de líquido único, nos quais o material de construção da bomba pode ser perfeitamente adaptado à salinidade, acidez e/ou causticidade do líquido. Essas restrições podem estar mais relacionadas a fluxos de trabalho que também estão sob taxas de fluxo constantes, mas com menos variabilidade, como perfusões, microdiálises e determinadas telas de alto rendimento.

Além de considerar a tecnologia da bomba, os compradores também devem avaliar os detalhes dos fluxos de trabalho previstos para escolher os melhores materiais de construção da bomba.

Uma bomba peristáltica opera de forma semelhante à digestão fisiológica. Essas bombas usam rolos para comprimir ciclicamente tubos flexíveis e permitir o fluxo de líquido após a liberação, da mesma forma que os humanos engolem. O líquido entra em contato apenas com o interior da tubulação, evitando preocupações de compatibilidade com válvulas, anéis de vedação e outros conectores. No entanto, a exigência de que a tubulação elastomérica permaneça flexível ao longo de milhões de ciclos limita o menu de materiais de tubulação aceitáveis ​​e de fluidos quimicamente compatíveis. Separadamente, as bombas de membrana ou de diafragma podem dispensar rapidamente centenas de mililitros de líquidos a granel por minuto através de pontas fixas, tornando-as mais apropriadas para aplicações de preparação e lavagem de placas, preparatórias ou subsequentes a fluxos de trabalho experimentais.

Além de considerar a tecnologia da bomba, os compradores também devem avaliar os detalhes dos fluxos de trabalho previstos para escolher os melhores materiais de construção da bomba. Isto vai além das propriedades químicas dos líquidos, abrangendo suas formulações específicas, molaridades, solventes nos quais os produtos químicos são dissolvidos e condições operacionais, incluindo as temperaturas e pressões sob as quais serão dispensados ​​ou aspirados. Todos esses fatores afetarão o funcionamento, a eficiência e a vida útil das bombas e de suas válvulas e acessórios auxiliares. Por exemplo, a cerâmica pode acomodar detergentes a temperaturas elevadas melhor do que o aço inoxidável, enquanto o molibdênio extra no aço inoxidável 316 confere melhor resistência à alta salinidade em comparação com o aço inoxidável 304. Um bom lugar para começar seu processo de descoberta é com um guia de compatibilidade química.