Liquid Handling의 결과를 최적화하는 방법

적합한 측정 장치 선택

Liquid Handling의 결과를 결정하는 중요한 요인으로 신뢰성 있는 측정 결과를 들 수 있습니다. 예를 들어 잘못된 측정으로 인해 공급된 볼륨과 측정된 볼륨 사이에 큰 편차가 존재하는 경우 이것은 잘못된 출력 특성값으로 이어집니다. 이런 이유에서 적합한 측정 장치를 사용하는 것이 매우 중요합니다. ISO 8655 및 ISO 23783에는 다음과 같은 다양한 측정 방법 및 조건이 설명되어 있습니다. 예를 들어 서로 다른 부피 범위에 대한 최대 허용 계통오차 및 우연오차가 명시되어 있습니다. 하지만 기본 요구 사항은 환경 조건을 가능한 한 일정하게 유지하고 외부 및 내부 영향을 최대한 배제하는 것입니다.

외부 영향 방지

측정 장치가 정상이더라도 만족스럽지 못한 결과를 얻을 수 있는데, 그 원인은 도징 또는 피펫팅 헤드가 아닐 수 있습니다. 몇 가지 일반적인 오류 및 대응 조치는 다음과 같습니다:

• 시스템 내 공기
  • 추정 원인: 기체가 제거되지 않은 액체, 너무 많은 구성 요소, 직경 증가에 따른 채널 분할 등.
  • 대응 조치: 시스템 플러싱, 시작 위치에서 끝 위치에까지 채널 직경의 확장 방지, 구성 요소의 수 줄이기
• 시스템 내 입자 및 누출된 밸브
  • 추정 원인: 오염된 제품, 불충분한 필터링, 잘못된 앵글 시트 피팅, 손상된 호스 등.
  • 대응 조치: 설치 전에 제품을 청소하고, 더 높은 압력으로 시스템을 플러싱하고, NLFA 와 같은 액체용 특수 피팅을 사용하고, 적합한 공기 및 액체 필터를 사용하기
• 불량한 반복성
  • 추정 원인: 느린 밸브 제어, 채널 사이의 압력 강하, 탱크의 부피 감소로 인한 압력 강하, 구성 요소 공차 등.
  • 대응 조치: 고속 제어 유닛(예를 들어 Festo VAEM-V) 사용, 각 채널/밸브의 보정, 저장소 후단에 액체 압력 센서 사용
• 기타 환경 조건
  • 추정 원인: 불안정한 온도, 진동, 긴 호스 연결 등.
  • 대응 조치 : 환경 조건을 최대한 일정하게 유지, 외부 영향 최소화, 호스 길이 최소로 줄이기

내부 영향 제거

이미 언급했듯이 외부 영향은 결과에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 주어진 디스펜싱 및 피펫팅 헤드를 조금만 변경해도 결과를 개선할 수 있습니다. 특히 대상 용량이 작은 경우 더욱 그렇습니다. Festo는 압력 제어 분주 및 피펫팅 방식을 사용합니다. 이런 경우 정지 시간 효과 없이 반복성과 재현성이 우수한 밸브를 사용하는 것이 필수적입니다. 디스펜싱 어플리케이션의 경우 올바른 니들을 선택하는 것 또한 매우 중요합니다.

Festo 도징 헤드 VTOE 가 사용된 예시에서 이 거동을 점검하십시오. 다양한 니들 직경에서의 도징 결과는 두 가지 중요한 특징을 보여줍니다:

• 높은 선형성: 개봉 시간과 니들에 따라 도징 볼륨이 선형으로 진행합니다.
• 서로 다른 니들로 동일한 볼륨의 분배량을 달성하려면 서로 다른 펄스 시간이 필요합니다.

니들의 도징 결과에 따라 해당 채널 CV 값(Intra-Run-CV 또는 Intra-Assay-CV로도 불림)을 보면 다른 두 가지 중요한 특징이 즉시 표시됩니다:

• CV가 매우 낮음 - 이것은 시스템이 매우 양호하게 작동하고 있음을 의미합니다.
• 펄스 시간이 짧을수록 CV는 높아집니다.

더 짧은 펄스 시간에서 CV가 더 높은 이유는 간단합니다. 밸브가 열리고 닫힐 때 약간씩 달라질 수 있는 많은 파라미터와 속성이 존재합니다(예를 들어 제어 유닛의 시간 분해능, 밸브의 전환 동작, 액체 흐름 등). 펄스 시간이 짧은 경우 켜고 끄는 시간 비율이 높아서 더 큰 영향이 발생합니다. 이로 인해 도징 결과가 더 많이 분산되고 CV가 더 나빠집니다.
이를 방지하려면 첫 번째 그래프에 대한 지식이 중요합니다. 유속이 낮은 니들(예를 들어 더 작은 내경)을 사용하면 펄스 시간이 증가하고 특정한 양의 볼륨을 얻을 수 있습니다. 이런 식으로 CV 값은 동일한 대상 볼륨으로 다시 좋아집니다.

한 눈에 살펴보기

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