移液器的人體工程學(xué)設(shè)計(jì)如何改善實(shí)驗(yàn)結(jié)果

摘要

移液過(guò)程中的人體工程學(xué)會(huì)對(duì)移液技術(shù)及移液結(jié)果產(chǎn)生影響。分析和應(yīng)用朝著更靈敏、更小型化、執(zhí)行速度更快的方向發(fā)展。為了從這些分析中獲得可靠數(shù)據(jù)，必須避免微小的體積誤差，因?yàn)樗鼈儠?huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的質(zhì)量產(chǎn)生重大影響。

國(guó)際紅點(diǎn)獎(jiǎng)設(shè)計(jì)獲得者Tacta手動(dòng)移液器

實(shí)驗(yàn)室工作人員容易患的工作相關(guān)上肢失調(diào)（WRULD）是一個(gè)被普遍關(guān)注的問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)室工作人員平均花費(fèi)大量時(shí)間進(jìn)行移液操作，平均每天約 2 小時(shí)，相當(dāng)于每年 500小 時(shí)。盡管沒(méi)有有關(guān)每人可以進(jìn)行多少移液操作的官方限制，但是已有研究表明，每年超過(guò) 300 小時(shí)的移液操作會(huì)增加肌肉骨骼損傷的風(fēng)險(xiǎn)。因此，移液人體工程學(xué)顯得非常重要，尤其是對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)移液操作。符合人體工程學(xué)的移液器具有重量輕、移液器長(zhǎng)度短、吸頭安裝用力小、移液力及吸頭彈出力低、符合人體工程學(xué)的指鉤、易于握持的非圓形橫截面，以及容量調(diào)節(jié)輕便等特征。相比之下，不符合人體工程學(xué)的移液器往往更重、更長(zhǎng)，并且需要更大的力氣來(lái)操作。由于操作移液器需要力氣，所以適用此類(lèi)移液器可能導(dǎo)致拇指、肩部、頸部和背部疲勞。不良人體工程學(xué)設(shè)計(jì)會(huì)導(dǎo)致疲勞，進(jìn)而使得工作中的錯(cuò)誤率增加。所有賽多利斯移液器均為符合人體工程學(xué)的移液器，可最大限度地減少用戶手部壓力，同時(shí)保證可靠的準(zhǔn)確度和精度。例如，賽多利斯Tacta® 手動(dòng)移液器贏得了包括人體工程學(xué)在內(nèi)的良好產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面的國(guó)際獎(jiǎng)項(xiàng)（2016年紅點(diǎn)設(shè)計(jì)獎(jiǎng)獲得者）。在本應(yīng)用說(shuō)明中，我們描述了如何使用符合人體工程學(xué)的賽多利斯Tacta® 移液器（移液槍?zhuān)┘傲己玫囊埔杭夹g(shù)來(lái)提高分析結(jié)果的質(zhì)量。

實(shí)驗(yàn)材料和方法

通過(guò)計(jì)算每支移液器在 30 分鐘內(nèi)移液結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)測(cè)試手動(dòng)移液器 3 小時(shí)內(nèi)的移液表現(xiàn)。將Tacta® 手動(dòng)移液器與另外兩種常見(jiàn)型號(hào)的手動(dòng)移液器進(jìn)行了比較，它們比Tacta® 更重、更長(zhǎng)，并且需要更大的力氣來(lái)進(jìn)行操作。圖中的每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)至少包含 60 個(gè)單獨(dú)的測(cè)量值。所有移液器均使用匹配的原廠吸頭進(jìn)行測(cè)試。所有移液器在測(cè)試前均進(jìn)行了維護(hù)和校準(zhǔn)。

移液技術(shù)對(duì)結(jié)果的影響采用手動(dòng)移液器進(jìn)行連續(xù)稀釋來(lái)測(cè)試。在吸液過(guò)程中以 30 - 45 度角度握持移液器（取代垂直握持），以此作為使用錯(cuò)誤移液角度的移液測(cè)試。進(jìn)行了沙門(mén)氏菌 DNA 的 7 次倍比稀釋。在執(zhí)行每個(gè)稀釋步驟后更換移液器吸頭。進(jìn)行了三次重復(fù)實(shí)驗(yàn)。使用 NanoDrop™ 2000（ThermoFisher Scientific）對(duì)樣品濃度進(jìn)行定量。計(jì)算連續(xù)稀釋濃度和稀釋比例的準(zhǔn)確度，以確定移液結(jié)果的質(zhì)量。

移液器人體工程學(xué)設(shè)計(jì)帶來(lái)的好處

結(jié)果表明，與未基于人體工程學(xué)設(shè)計(jì)的手動(dòng)移液器相比，使用符合人體工程學(xué)的手動(dòng)移液器獲得的結(jié)果質(zhì)量存在顯著差異。對(duì)于符合人體工程學(xué)的移液器，即使在執(zhí)行數(shù)小時(shí)移液操作后，所得數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差仍然很小，這表明結(jié)果具有良好的重現(xiàn)性。

圖1：在 3 小時(shí)的連續(xù)移液操作中，符合人體工程學(xué)的手動(dòng)移液器（Tacta® 移液器）與未針對(duì)人體工程學(xué)進(jìn)行優(yōu)化的兩個(gè)移液器的比較。移液器 A 和移液器 B 是未針對(duì)人體工程學(xué)進(jìn)行優(yōu)化的移液器，它們更重、更長(zhǎng)，并且需要更大的操作力。

然而，對(duì)于較重、較長(zhǎng)且需要更大操作力的移液器，隨著移液時(shí)間的增加，觀察到結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差有增加的趨勢(shì)，這表明隨著時(shí)間的推移，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精確性有所下降。圖表顯示，這些移液器的性能逐漸降低，尤其是在最后一小時(shí)，而符合人體工程學(xué)的移液器結(jié)果仍然保持一致，甚至略有改善。由這些結(jié)果推斷，當(dāng)在長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)移液操作中使用重、長(zhǎng)且需要更大操作力的移液器時(shí)，用戶疲勞會(huì)影響移液結(jié)果。操作這種移液器會(huì)使肌肉疲勞，因此隨著移液時(shí)間的延長(zhǎng)，引起移液錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)也將增加。另一方面，設(shè)計(jì)符合人體工程學(xué)的移液器可減少疲勞，并確保整個(gè)連續(xù)移液操作結(jié)果的可靠性。

讓移液技術(shù)更科學(xué)

移液器人體工程學(xué)的其他方面也會(huì)影響結(jié)果的重現(xiàn)性。當(dāng)移液操作不符合人體工程學(xué)時(shí)，移液期間的疼痛或疲勞將會(huì)增加移液器錯(cuò)誤握持或移液操作節(jié)奏不均一及時(shí)機(jī)控制不佳的傾向。根據(jù) ISO 8655-2，所有這些因素都會(huì)導(dǎo)致移液結(jié)果出現(xiàn)誤差。

測(cè)試了以錯(cuò)誤角度握持移液器對(duì)結(jié)果質(zhì)量的影響。在連續(xù)稀釋中，前期在試管或板孔中的任何移液錯(cuò)誤都會(huì)傳遞到后續(xù)的試管或板孔中。圖 2 顯示，以錯(cuò)誤角度握持移液器進(jìn)行連續(xù)稀釋?zhuān)ü?7）的最多次稀釋濃度與預(yù)期濃度相比，誤差（不準(zhǔn)確度）為 9.4%。表 1 顯示，當(dāng)使用錯(cuò)誤的移液角度時(shí)，稀釋比例與預(yù)期值不同。

圖2：連續(xù)稀釋濃度的準(zhǔn)確性。以錯(cuò)誤的移液角度操作手動(dòng)移液器導(dǎo)致的連續(xù)稀釋濃度誤差%（與目標(biāo)濃度的偏差）。

表1：預(yù)期稀釋濃度及比例與以錯(cuò)誤的移液角度操作手動(dòng)移液器所得的連續(xù)稀釋比例

我們呈現(xiàn)的科學(xué)結(jié)論

在需要進(jìn)行大量移液操作的實(shí)驗(yàn)室中，為實(shí)驗(yàn)室工作人員提供符合人體工程學(xué)的移液器將提高分析結(jié)果的質(zhì)量。不符合人體工程學(xué)的移液器可能會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的移液角度，這可能導(dǎo)致連續(xù)稀釋的不準(zhǔn)確度接近 10%。符合人體工程學(xué)的移液器可減少長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)移液操作引起的疲勞，確保即使在執(zhí)行持續(xù)數(shù)小時(shí)移液操作后也能將標(biāo)準(zhǔn)偏差保持在較低水平。符合人體工程學(xué)的賽多利斯移液器還可降低因疼痛和疲勞導(dǎo)致移液技術(shù)變差，進(jìn)而導(dǎo)致移液錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)。因此，賽多利斯移液器廣泛應(yīng)用于制藥實(shí)驗(yàn)室、研究機(jī)構(gòu)、高校、醫(yī)療保健和工業(yè)實(shí)驗(yàn)室，因其科學(xué)的設(shè)計(jì)、易于使用的特性和可靠性而廣受贊譽(yù)。

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