Die Rolle von Präzisionsschläuchen in Flüssigkeitsabgabesystemen:Teil 2 von 3

Wie Schlaucheigenschaften den Prozess und seine Genauigkeit beeinflussen

Innerhalb der Bereiche Biotechnologie und Laborautomatisierung die weltweite In-vitro-Diagnostik (IVD) Laut dem Marktforschungsunternehmen MarketsandMarket™ wird der Markt bis 2025 voraussichtlich 96 Milliarden US-Dollar erreichen. Es ist sinnvoll, ein automatisiertes Flüssigkeitsabgabesystem zu verwenden s wird zusammen mit der Nachfrage nach IVD wachsen.

Viele Variablen haben einen Einfluss auf die Leistung dieser Flüssigkeitsabgabesysteme , einschließlich:

• Die Art der entnommenen Flüssigkeit
• Alle verwendeten chemischen Reagenzien
• Die Art der Pumpvorrichtung
• Die Kraft, die die Pumpe ausübt

Außerdem die in diesen Systemen verwendeten Schläuche können den Flüssigkeitsabgabeprozess und die Testgenauigkeit bei IVD und anderen Anwendungen erheblich beeinträchtigen. Werfen wir einen genaueren Blick auf einige wichtige Überlegungen zu Präzisionsschläuchen, die in Flüssigkeitsabgabesystemen verwendet werden.

Wie können Sie die Verschleppung in Flüssigkeitsabgabesystemen reduzieren?

In Teil 1 dieser Blog-Serie über Flüssigkeitsabgabesysteme wurde das potenzielle Problem der Verschleppung behandelt . Es kann vorkommen, dass Flüssigkeit aus einer vorherigen Probe nicht vollständig weggespült wird, was zu möglichen Kontaminationsproblemen in nachfolgenden Proben führen kann.

Verschleppung kann unter anderem verursacht werden durch:

• Eine flüssige Dochtwirkung die Außenseite eines Dosierröhrchens hochziehen
• Die Bildung eines „letzten Tropfens ” am Boden der Röhre verweilt

Bei jedem Laborverfahren ist die Aufrechterhaltung einer sauberen Umgebung von entscheidender Bedeutung. Daher ist die Reinigung des Schlauchs natürlich Teil des Prozesses der Verwendung von Flüssigkeitsabgabesystemen – was dazu beiträgt, die Verschleppungsmenge auf die allgemein akzeptierten 4 ppb (oder besser) zu reduzieren.

Die Verringerung der Verschleppung von einer Probe zur anderen bekämpft nicht nur die Kontamination, sondern hilft auch, zwei Dinge zu tun:

1. Senkt die Gesamtkosten des Testens durch effizienteren Einsatz von Reagenzien, die sehr teuer sind
2. Verbessert die Genauigkeit von Testergebnissen durch genauere Flüssigkeitsdosierung

Reicht die Reinigung allein aus, um eine Verschleppung zu verhindern?

Die allgemeine Effektivität des Waschvorgangs – das heißt, ob alle Rückstände der vorherigen Probe aus Flüssigkeitsabgabesystemen entfernt werden können – wird von einer Anwendung zur anderen variieren, da die Reinigung eine Funktion vieler Faktoren ist.

Zu diesen Faktoren gehören (sind aber sicherlich nicht beschränkt auf):

• Die für die Reinigung vorgesehene Zeit
• Die verwendete Reinigungslösung (da unterschiedliche Metalle unterschiedliche Lösungen erfordern können)
• Die Menge der verwendeten Reinigungslösung
• Ob es Zeit zum Einweichen in Bleichmittel gibt
• Wie oft kann eine Reinigungslösung und/oder Wasser durch das System gespült werden
• Das verwendete Wasservolumen (ungefähr das 100-fache des Volumens der Probe ist ein üblicher Standard)
• Das angelegte System wird gereinigt und gespült

Das Erreichen einer minimalen Verschleppung kann jedoch in großen Laborumgebungen, in denen ein hohes Testvolumen durchgeführt werden muss, um rentabel zu sein, schwieriger sein.

Da Flüssigkeitsabgabesysteme häufig Schläuche mit Innendurchmessern (IDs) von nur 50 oder 100 Mikron verwenden, wirken sich die Eigenschaften der Präzisionsschläuche selbst sowohl auf die Verschleppung als auch auf den Reinigungsprozess aus.

Wie wirkt sich der Schlauchendschnitt auf die Verschleppung in Flüssigkeitsabgabesystemen aus?

Wie im vorherigen Blog erwähnt, kann die Art und Weise, wie das Ende des Schlauchs geformt wird, dazu beitragen, das Risiko einer Verschleppung in Flüssigkeitsabgabesystemen zu verringern. Zum Beispiel das Abrunden des Abgabeendes der Tube verringert die Fähigkeit zur Bildung eines letzten Tropfens; je nach abgegebener Flüssigkeit kann es jedoch auch zu einer Dochtwirkung kommen.

Oder anstelle eines flachen 90º-Abschnitts am Ende des Rohrs ein angewinkelteres, spitzeres Ende mit scharfen Wänden würde weniger Oberfläche bieten, auf der sich ein letzter Tropfen bilden kann. Abhängig von der abgegebenen Flüssigkeit kann dieses „spitze“ Ende jedoch die Art und Weise verändern, wie die Flüssigkeit aus dem Röhrchen austritt, was sich wiederum auf die Testgenauigkeit auswirken kann.

Bei Präzisionsrohren mit einem Durchmesser von fast einem Haar kann es jedoch schwierig sein, einen sauberen Endschnitt zu erzielen. Außerdem muss besonders darauf geachtet werden, dass das Rohr während des Schneidvorgangs nicht zusammenfällt.

Aber unter der Annahme, dass der richtige Schnitt erreicht werden kann (eine Aufgabe, die eine Spezialität der Metal Cutting Corporation ist), können alle möglichen Probleme im Zusammenhang mit dem Ende des Rohrs wie folgt behoben werden:

• Testen des Schlauchs mit der spezifischen Flüssigkeit, die ausgegeben wird
• Identifizieren des Prozesses, der die meisten – aber realistischerweise vielleicht nicht alle – der gewünschten Ergebnisse erzielt

Wie wirkt sich die Schlauch-ID auf Flüssigkeitsabgabesysteme aus?

Die allgemeine Regel lautet:Je kleiner der Innendurchmesser des Schlauchs, desto besser die Genauigkeit in Flüssigkeitsabgabesystemen . Das liegt daran, dass ein kleiner ID schnellere lineare Geschwindigkeiten und kleinere „Mischzonen“ erzeugt, wodurch die Probenkomponenten so konzentriert wie möglich bleiben.

Einer der wichtigsten Aspekte der Schlauchkennzeichnung in diesen Dosiersystemen ist die Oberflächenbeschaffenheit . Die American Society of Metals definiert die Oberflächenbeschaffenheit als den „Zustand der Oberfläche als Ergebnis einer abschließenden Behandlung und gemessener Oberflächenprofileigenschaften, wobei der bevorzugte Begriff Rauheit ist.“

Es ist allgemein anerkannt, dass je rauer die ID-Oberfläche ist, desto mehr Verschleppung auftreten kann und wir glauben, dass es desto schwieriger wird, 4 ppb zu erreichen. Dies liegt daran, dass eine rauere Schlauchinnenseite winzige „Ecken und Ritzen“ aufweist, in denen Flüssigkeitsreste vor den Auswirkungen des Waschvorgangs geschützt werden können.

Neben dem richtigen Endschnitt am Schlauch (z. B. flach, abgewinkelt oder abgerundet) muss also eine möglichst glatte Innenfläche des Schlauchs vorhanden sein kann dazu beitragen, die Wahrscheinlichkeit einer Übertragung von einer Probe auf eine andere weiter zu verringern.

Ein Ra- oder RMS-Wert von 6-8 gilt als guter Glättegrad. (Das arithmetische Mittel oder Ra ist die durchschnittliche Rauheit, ausgedrückt in Höheneinheiten, typischerweise Mikron. Der RMS, auch bekannt als Rq, ist der quadratische Mittelwert, der Ra entspricht.)

Darüber hinaus bestimmt die Schlauch-ID, wie reibungslos Proben in Flüssigkeitsabgabesystemen fließen. Unebenheiten in der Oberflächenbeschaffenheit können zu Verwirbelungen, Verwirbelungen oder Schwankungen der Flüssigkeit führen, wenn sie sich aus der Tube bewegt, was zu Problemen bei Anwendungen führen kann, bei denen es wichtig ist, dass die Flüssigkeit gleichmäßig abgegeben wird.

Wie wirkt sich der Schlauchaußendurchmesser auf Flüssigkeitsabgabesysteme aus?

Eine glatte Oberflächenbeschaffenheit am Außendurchmesser (AD) des Schlauchs ist auch wichtig, wenn ein Testprozess eine Absaugung erfordert , bei dem das gesamte Rohr in die Flüssigkeit eintaucht, um ein Vakuum zu erzeugen. Die OD-Oberflächenbeschaffenheit ist jedoch viel weniger ein Faktor im Dosierprozess.

Beim Mikropipettieren , bei der sowohl aspiriert als auch dispensiert wird, aber normalerweise nur eine Flüssigkeit, ist die Verschleppung im Schlauch weniger problematisch, solange:

• Die Pipette ist digital kalibriert, um wiederholt eine exakte Flüssigkeitsmenge abzugeben
• Die Toleranz des Dosiergeräts (z. B. ±2–3 % oder ±5 %) – und damit die Flüssigkeitsmenge, die möglicherweise im Schlauch verbleibt – wird berücksichtigt

Wie kann die Oberflächengüte von Schläuchen verbessert werden?

Da jede Variation in der Innenwand eines Dosierkanals Auswirkungen auf den Prozess haben kann, der in Flüssigkeitsdosiersystemen verwendet wird, haben Sie einen sauberen, gratfreien ID ist von entscheidender Bedeutung.

Wenn Sie sich die Mühe gemacht haben, einen bestimmten Schlauchtyp mit einer bestimmten Länge auszuwählen und ihn mit der ausgewählten Maschine und Pumpe getestet haben, um festzustellen, ob er das richtige Volumen an Probenmaterial abgibt, möchten Sie die Testgenauigkeit sicherlich nicht gefährden indem nicht auch die gewünschte Oberflächenbeschaffenheit für den Schlauch-ID angegeben wird .

Glücklicherweise hat sich die Technologie so weiterentwickelt, dass es jetzt mehrere Methoden gibt, die verwendet werden können, um die Oberflächenbeschaffenheit am Innendurchmesser von sehr kleinen Präzisionsrohren zu verbessern, die in Flüssigkeitsabgabesystemen verwendet werden. Einige Optionen umfassen:

• Mikropolieren und/oder Passivieren
• Bohrungsverbesserung durch Verwendung eines "Bright Draw"-Prozesses
• Beschichtungen wie Silikon, PTFE oder PSX
• Schleifstrahlbearbeitung oder Stranghonen

Wie beim Endschnitt am Rohr müssen alle möglichen Probleme im Zusammenhang mit einer Endbearbeitungsmethode gegen die Gesamtziele und den Prozess abgewogen werden, der realistischerweise die besten Ergebnisse liefert.

Beispielsweise kann die Beschichtung von Schläuchen, die in Flüssigkeitsabgabesystemen verwendet werden, dazu beitragen, Verschleppungsprobleme zu lösen. Wenn der Schlauch jedoch zugeschnitten wird, um die Anforderungen eines bestimmten Systems und einer bestimmten Anwendung zu erfüllen, können Teile der Beschichtung freigelegt werden, was seine Wirksamkeit verringert.

Hier hat Metal Cutting erfolgreich beschichtete Rohre geschnitten, ohne die Beschichtung nachteilig zu beeinflussen, wobei die Ergebnisse in Tests für spezifische Anwendungen validiert wurden.)

Achten Sie genau auf Ihre Schlauchspezifikationen!

Angesichts der Vielzahl von Faktoren, die sich auf die Genauigkeit von Flüssigkeitsabgabesystemen auswirken können, kann die Angabe der Eigenschaften der in diesen Systemen verwendeten Schläuche wie eine entmutigende Aufgabe erscheinen.

Glücklicherweise können Ihnen der richtige Anbieter von Metallrohren und sein Ingenieurteam bei der Entscheidung für eine Schneidmethode, Oberflächenveredelung und andere Funktionen helfen, die Ihren Anforderungen entsprechen und für Ihre spezielle Anwendung kostengünstig sind.

In Teil 3 dieser Blogserie können Sie lesen, wie sich hoher Druck auf Präzisionsschläuche auswirkt, die in Flüssigkeitsdosiersystemen verwendet werden. Oder laden Sie unseren kostenlosen Leitfaden „Choose with Confidence:Comparing 2-Axis Cutting Methods“ herunter, um verschiedene Präzisionsschneidoptionen für Ihre Anforderungen an Metallrohre oder andere Metallteile zu erkunden.