عند قياس وتوزيع كمية محددة من أي سائل، تُعدّ الماصات ضروريةً في بيئة المختبرات اليوم. وتُستخدم أنواع مختلفة من الماصات عادةً، وذلك حسب حجم المختبر والكمية المطلوبة:
- ماصات إزاحة الهواء
- ماصات الإزاحة الإيجابية
- ماصات القياس
- ماصات ذات نطاق قابل للتعديل
في عام ٢٠٢٠، بدأنا نشهد دورًا حاسمًا للماصات الدقيقة المُهجَّنة بالهواء في مكافحة كوفيد-١٩، حيث تُستخدم لتحضير العينات للكشف عن مسببات الأمراض (مثل تفاعل البوليميراز المتسلسل العكسي في الوقت الفعلي). عادةً، يمكن استخدام تصميمين مختلفين: ماصات يدوية أو آلية تعمل بالهواء.
ماصات إزاحة الهواء اليدوية مقابل ماصات إزاحة الهواء الآلية
في مثال ماصة إزاحة الهواء، يُحرك مكبس لأعلى أو لأسفل داخل الماصة لخلق ضغط سلبي أو إيجابي على عمود الهواء. يتيح هذا للمستخدم استنشاق أو إخراج عينة سائلة باستخدام طرف ماصة للاستخدام مرة واحدة، بينما يفصل عمود الهواء في الطرف السائل عن أجزاء الماصة غير القابلة للاستخدام مرة واحدة.
يمكن تصميم حركة المكبس بحيث تتم يدويًا بواسطة المشغل أو إلكترونيًا، أي أن المشغل يحرك المكبس باستخدام محرك يتم التحكم فيه عن طريق زر الضغط.
حدود الماصات اليدوية
قد يُسبب استخدام الماصات اليدوية لفترات طويلة إزعاجًا، بل وحتى إصابةً، للمُشغِّل. فالقوة المطلوبة لإخراج السوائل وإخراج طرف الماصة، بالإضافة إلى الحركات المتكررة على مدار عدة ساعات، قد تُفاقم من ألم المفاصل، وخاصةً الإبهام والمرفق والمعصم والكتف، مما يُعرِّضها لخطر إجهاد العضلات المتكرر (RS).
تتطلب الماصات اليدوية الضغط على زر الإبهام لإخراج السائل، بينما توفر الماصات الإلكترونية بيئة عمل أفضل مع زر يتم تشغيله إلكترونيًا في هذا المثال.
البدائل الإلكترونية
الماصات الإلكترونية أو الآلية هي بدائل مريحة للماصات اليدوية، تُحسّن بشكل فعال إخراج العينات وتضمن الدقة والضبط. بخلاف أزرار التحكم التقليدية بالإبهام وضبط مستوى الصوت يدويًا، تأتي الماصات الكهربائية مزودة بواجهة رقمية لضبط مستوى الصوت والشفط والتفريغ عبر مكبس كهربائي.
اختيار المحرك للماصات الإلكترونية
نظرًا لأن القياس بالتنقيط هو في كثير من الأحيان الخطوة الأولى في عملية متعددة الخطوات، فإن أي عدم دقة أو عيوب تحدث عند قياس هذا الجزء الصغير من السائل يمكن الشعور بها طوال العملية بأكملها، مما يؤثر في النهاية على الدقة الشاملة.
ما هي الدقة والضبط؟
تتحقق الدقة عندما توزع الماصة الكمية نفسها عدة مرات. تتحقق الدقة عندما توزع الماصة الكمية المستهدفة بدقة ودون أي خطأ. من الصعب تحقيق الدقة والضبط في آن واحد، إلا أن الصناعات التي تستخدم الماصات تتطلب كليهما. في الواقع، هذا المعيار العالي للغاية هو ما يُمكّن من إعادة إنتاج النتائج التجريبية.
يُشكّل محرك الماصة الإلكترونية جوهر أي ماصة إلكترونية، إذ يؤثر بشكل كبير على دقتها، بالإضافة إلى عوامل مهمة أخرى مثل حجم العبوة وقوتها ووزنها. يختار مهندسو تصميم الماصات في المقام الأول إما المحركات الخطية المتدرجة أو محركات التيار المستمر. ومع ذلك، لكلٍّ من المحركات المتدرجة ومحركات التيار المستمر مزاياه وعيوبه.
محركات التيار المستمر
محركات التيار المستمر هي محركات بسيطة تدور عند تطبيق طاقة التيار المستمر. لا تتطلب توصيلات معقدة لتشغيل المحرك. ومع ذلك، نظرًا لمتطلبات الحركة الخطية للماصات الإلكترونية، تتطلب حلول محركات التيار المستمر برغيًا إضافيًا وتروسًا لتحويل الحركة الدورانية إلى حركة خطية وتوفير القوة المطلوبة. كما تتطلب حلول محركات التيار المستمر آلية تغذية راجعة على شكل مستشعر بصري أو مُشفِّر للتحكم الدقيق في موضع المكبس الخطي. ونظرًا لقصور الدوار العالي، قد يضيف بعض المصممين نظام كبح لتحسين دقة تحديد الموضع.
محركات السائر
من ناحية أخرى، يُفضل العديد من المهندسين حلول المحركات الخطية المتدرجة لسهولة دمجها وأدائها الممتاز وتكلفتها المنخفضة. تتكون المحركات الخطية المتدرجة من محركات متدرجة ذات مغناطيس دائم مع دوار ملولب وقضيب خيطي مدمج لإنتاج حركة خطية مباشرة في عبوات صغيرة.
وقت النشر: ١٩ يونيو ٢٠٢٤