Introdución

Na investigación científica moderna e na análise experimental, a sala de recollida de mostras é o primeiro paso para garantir a fiabilidade dos datos. E neste proceso, os frascos de recollida de mostras, como soporte clave para o almacenamento e transporte de mostras, a súa selección e uso están directamente relacionados coa integridade e estabilidade da mostra e coa precisión da análise posterior.

Os frascos de recollida de mostras úsanse amplamente en moitos camposOs diferentes tipos de frascos diferéncianse coidadosamente en termos de material, estrutura, aditivos e peche para diferentes mostras con diferentes propiedades fisicoquímicas, necesidades analíticas e condicións de almacenamento.

Clasificación básica dos frascos de recollida de mostras

Os diferentes tipos de mostras teñen diferentes requisitos para os frascos de recollida de mostras durante a recollida e o almacenamento. Polo tanto, comprender a clasificación básica dos frascos de recollida de mostras axudará aos experimentadores a tomar a decisión máis axeitada segundo as necesidades reais. En xeral, os tubos de mostra pódense clasificar en termos de material, método de selado e dimensións como o solvente e a morfoloxía estrutural.

1. Clasificación por material: vidro vs. plástico

• Tubos de mostra de vidroNormalmente feito de vidro de borosilicato de alta calidade con boa inercia química e estabilidade térmica, axeitado para a maioría dos solventes orgánicos e escenarios de procesamento a alta temperatura. Especialmente en análises de alta precisión ou na recollida de compostos facilmente adsorbidos, os frascos de vidro poden evitar eficazmente a degradación ou contaminación da mostra.
• Frascos de recollida de mostras de plástico: os materiais comúns inclúen polipropileno, polietileno, policarbonato, etc. Son máis resistentes aos impactos e lixeiros, e son axeitados para a conxelación crioxénica, a recollida de mostras biolóxicas e as probas clínicas de rutina. Algúns dos frascos de plástico de alta gama tamén son resistentes a un certo grao de corrosión química.

2. Clasificación por método de selado: parafuso, baioneta, tipo prensaestopas

• Tipo de rosca: o tipo máis común, doado de abrir e selar, axeitado para a maioría das necesidades xerais de laboratorio. As tapas de rosca adoitan combinarse con xuntas de PTFE/silicona para garantir o selado e a compatibilidade química.
• Tipo de baionetaPeche rápido cun broche, axeitado para un funcionamento rápido ou ocasións que requiren unha apertura frecuente, usado principalmente en plataformas automatizadas ou certos procesos de proba estandarizados.
• Tipo de glándulaSelado por unha tapa e unha glándula metálicas, o máis hermético, usado habitualmente en cromatografía de gases e outros experimentos que requiren un alto control da volatilidade. Adecuado para almacenamento e transporte a longo prazo, especialmente amplamente utilizado en probas de mostras ambientais.

3. Clasificación por volume e forma: estándar, miniatura, fondo cónico, etc.

• Frascos estándarOs volumes habituais son 1,5 ml, 2 ml e 5 ml, axeitados para a recollida e análise da maioría das mostras líquidas. A forma é maioritariamente cilíndrica, o que facilita a súa identificación con equipos automatizados.
• Microfrascoscun volume de 0,2 ml-0,5 ml, úsase habitualmente para tamaños de mostra moi pequenos ou deseños experimentais de alto rendemento. Adecuado para sistemas de micromostraxe.
• Frascos de fondo cónicoA parte inferior do vial ten forma de cono, o que resulta conveniente para a concentración da mostra, o funcionamento centrífugo e a aspiración sen residuos, que se emprega habitualmente en experimentos de extracción de proteínas/ácidos nucleicos.
• Frascos de fondo plano/redondoOs fondos planos son axeitados para equipos de mostraxe automática, mentres que os fondos redondos son máis axeitados para o funcionamento manual ou para escenarios de mestura en vórtice.

Aplicacións en mostras biolóxicas (mostras de sangue como exemplo)

Como unha das mostras biolóxicas máis comúns e básicas, o sangue úsase amplamente nunha variedade de campos, incluíndo o diagnóstico clínico, as probas xenéticas e a investigación proteómica. Debido á súa complexa composición e forte actividade biolóxica, os requisitos para os recipientes de recollida son particularmente estritos. Os frascos de recollida de mostras utilizados para diferentes aplicacións difiren en termos de aditivos, materiais e deseño estrutural, o que afecta directamente á calidade das mostras e á precisión da análise posterior.

1. Ambiente e finalidade do uso

• Probas médicas clínicas: para análises de sangue, bioquímica, electrólitos, probas de nivel hormonal, etc., deben ser rápidas e eficientes, evitar a hemólise e a contaminación.
• Investigación en bioloxía molecular: como a secuenciación de ARN, a secuenciación do xenoma completo (WGS), a qPCR, etc., que requiren uns requisitos máis elevados para a integridade dos ácidos nucleicos e as condicións de conservación da mostra.
• Análise de proteínas e metabolómica: preocupado pola inhibición da actividade da protease, a compatibilidade cos solventes e a estabilidade tras a conxelación e o desconxelamento repetidos.

2. Tipos e configuracións comúns de frascos de recollida de mostras

• Conteñen ampolas de anticoagulanteOs tubos de EDTA úsanse amplamente en probas hematolóxicas e na extracción de ácidos nucleicos, xa que poden inhibir eficazmente o proceso de coagulación e protexer a morfoloxía celular; os tubos de heparina son axeitados para a análise de plasma, axeitados para certas probas químicas (por exemplo, análise de gases sanguíneos), pero interfiren con certas reaccións de PCR; e os tubos de citrato de sodio úsanse principalmente para probas da función de coagulación.
• Tubos de recollida de sangue puro sen aditivosÚsase para análises de soro, como para poñerse ao día co traballo, a función renal, as probas inmunolóxicas, etc. Despois de que o sangue se coagule de forma natural, o soro sepárase por centrifugación para evitar que os aditivos químicos interfiran coa reacción experimental.
• Frascos especializados para criopreservaciónFabricado con material PP de alta resistencia, capaz de soportar temperaturas ultrabaixas (de -80 ℃ a ambientes de nitróxeno líquido). Úsase habitualmente para a conservación a longo prazo de plasma, soro, compoñentes celulares, etc., e é amplamente utilizado en bancos de mostras biolóxicas e estudos de seguimento a longo prazo.

3. Advertencia

• Influencia dos materiais na estabilidade da mostraOs frascos de plástico poden adsorber proteínas ou ácidos nucleicos, o que require o uso de materiais de baixa adsorción ou tratamento superficial. Os frascos de vidro son estables pero non son axeitados para todas as condicións de conxelación. Os técnicos de laboratorio deben emitir unha opinión baseada na natureza da mostra e nas necesidades do experimento.
• Importancia do sistema de etiquetaxe e trazabilidadeDurante o experimento, as mostras pódense confundir facilmente debido ao etiquetado, á información incompleta e a outros problemas, o que afecta gravemente á fiabilidade dos datos. Recoméndase o uso de etiquetas impresas con láser, adhesivos duradeiros para o almacenamento conxelado ou sistemas de seguimento electrónico (como RFID ou código de barras) para todo o proceso de xestión de mostras.

A conservación e manipulación das mostras de sangue xogan un papel decisivo nos resultados dos experimentos, e os frascos de recollida de mostras axeitados non só maximizan a preservación da actividade e a integridade da mostra, senón que tamén son un requisito previo para unha investigación de alta calidade. Co desenvolvemento da medicina de precisión e a tecnoloxía de alto rendemento, a demanda de frascos de recollida de mostras biolóxicas está a ser cada vez máis licuada e refinada.

Análise química e mostras de laboratorio

En química analítica, descubrimento de fármacos, probas de seguridade alimentaria e outros traballos de laboratorio, os frascos de recollida de mostras non son só recipientes de almacenamento, senón tamén compoñentes altamente sinérxicos do proceso analítico co instrumento. Especialmente en cromatografía líquida, cromatografía de gases e outras técnicas de probas de alta precisión, a selección de frascos está directamente relacionada coa reproducibilidade e precisión da análise e o funcionamento estable do instrumento.

1. Aplicación de frascos na análise de cromatografía líquida e cromatografía de gases

• Frascos de HPLCRequírese unha excelente estabilidade química para evitar que a solución da mostra reaccione ou se adsorba á parede do vial. Normalmente utilízanse frascos de vidro con tapa de rosca de 2 ml con tapas de xunta de PTFE/silicona, que son resistentes aos solventes orgánicos e manteñen un selo hermético. Para mostras fotosensibles, hai dispoñibles frascos marróns.
• Frascos de GCDado que a análise GC depende en gran medida da volatilidade da mostra, os frascos deben estar ben selados e adoitan estar feitos de frascos de vidro con tapas de presión; ademais, para evitar a perda de compoñentes volátiles, adoitan empregarse xuntas preperforadas para selar con tapas de aluminio.
• Aplicacións con pequenos volumes de mostraPara a detección de compoñentes traza e cribado de alto rendemento, pódense usar microfrascos de 0,3 ml a 0,5 ml con cánulas para minimizar a perda de mostra.

2. Requisitos de tamaño e compatibilidade do sistema de mostraxe automática

Os laboratorios modernos empregan habitualmente mostradores automáticos para mellorar a eficiencia e a consistencia da detección, e propóñense estándares uniformes para as especificacións e as formas dos frascos:

• Especificacións comúnsO calibre estándar de 2 ml (diámetro exterior 12 mm * altura 32 mm) é o modelo de circulación principal, amplamente compatible co sistema de mostraxe automática multimarca.
• Requisitos de aspecto do frascoA boca da botella debe ser plana e o corpo da botella debe ser resistente á fricción mecánica para garantir a estabilidade de suxeición do brazo mecánico.
• Adaptación de bandexa especializadaAlgunhas marcas de sistemas requiren unha estrutura inferior específica (fondo plano, fondo redondeado ou con ranuras) para adaptarse á bandexa de frascos.

3. Materiais especiais e deseño funcional

Para garantir a precisión analítica de mostras complexas, os laboratorios adoitan empregar frascos especialmente deseñados:

• Vidro de borosilicato inerteÉ o material de vial preferido para HPLC/GC debido á súa alta resistencia química e limpeza, evitando a reacción ou adsorción con compoñentes traza na mostra.
• Tapa de xunta de PTFEAlta resistencia á corrosión por solventes, punción repetible, axeitado para o funcionamento con agulla de mostraxe automática, evitando a contaminación e as fugas da mostra.
• Frasco de tratamento de silanizacióna superficie trátase cun revestimento especial para reducir a adsorción de moléculas polares, o que se emprega habitualmente na análise de trazas.

Ao elixir os materiais, a construción e as especificacións axeitados, os frascos na análise química non só melloran a eficiencia da detección e a compatibilidade dos instrumentos, senón que tamén contribúen á consistencia e fiabilidade dos datos da mostra. Especialmente na análise de trazas e nos procesos automatizados, a configuración axeitada dos sistemas de frascos converteuse nun dos detalles fundamentais para garantir a calidade da proba.

Selección de frascos na recollida de mostras ambientais

A recollida de mostras ambientais abrangue unha ampla gama de medios, como auga, solo e atmosfera, e as mostras teñen composicións complexas e poden estar en condicións extremas (por exemplo, altamente corrosivas, altamente volátiles, trazas de contaminantes, etc.). Para garantir a fiabilidade dos datos recollidos e cumprir cos requisitos regulamentarios, é fundamental seleccionar os frascos axeitados para a recollida de mostras.

1. Escenarios de aplicación

• mostras de augaAugas superficiais de Baokou, augas subterráneas, augas residuais industriais, etc., que se usan habitualmente para detectar metais pesados ​​e contaminantes orgánicos. Sales nutritivos, etc.
• Extracto de solo: mostras líquidas obtidas por extracción química, que conteñen residuos de pesticidas, metais pesados ​​ou compostos orgánicos.
• Líquido de recollida de partículas transportadas polo aire: mostras de partículas empregadas para eluír de membranas filtrantes ou líquidos absorbentes de burbullas.

2. Requisitos principais para os frascos de mostraxe

• Selado forteEvitar a volatilización, as fugas ou a absorción de humidade da mostra durante o transporte ou o almacenamento, o que é especialmente importante para a detección de COV.
• Boa resistencia á corrosiónas mostras poden conter ácidos fortes, álcalis ou solventes orgánicos, que requiren o uso de vidro con alto contido en borosilicato ou botellas feitas de plásticos especiais.
• Deseño inerteA parede interior do vial debe evitar a adsorción de contaminantes ou a reacción cos compoñentes da mostra, e algunhas análises requiren o uso de frascos silanizados ou prelavados.
• Cumprimento das normas de mostraxeTodos os tipos de programas de vixilancia ambiental adoitan estar guiados por normas nacionais ou internacionais, como a EPA dos Estados Unidos, as Normas de Calidade Ambiental para as Augas Superficiais da China, etc., e os frascos deben seleccionarse para cumprir os seus requisitos de mostraxe.

Os frascos mal seleccionados poden causar problemas como a degradación das substancias diana, a adsorción de contaminantes e os espazos en branco sesgados, o que pode afectar á precisión dos resultados da proba ou mesmo levar á anulación dos datos. Polo tanto, a selección científica e razoable dos frascos de mostra na monitorización ambiental non só está relacionada coa calidade da análise, senón tamén co cumprimento e a toma de decisións científicas sobre o medio ambiente.

Guía de selección de frascos: como elixir segundo o tipo de mostra e as necesidades analíticas

Ao enfrontarse a unha gran variedade de frascos de recollida de mostras, como facer unha elección eficiente e científica no traballo práctico é un problema común para os experimentadores.

1. As propiedades da mostra determinan a elección estrutural do material preliminar

• Propiedades da propia mostraSe a mostra é moi volátil, prefírese unha botella de vidro cunha tapa de selado excelente e unha xunta de PTFE para maximizar a perda de compoñentes. Ante mostras fortemente corrosivas, débense usar botellas de vidro de borosilicato resistentes aos produtos químicos ou usar polietileno de alta densidade, plásticos fluorados e outros materiais especiais coñecidos como botella. Ademais, para mostras bioloxicamente activas ricas en ácidos nucleicos, proteínas ou microorganismos, cómpre usar frascos tratados asépticamente e sen encimas, e prefírense materiais de baixa adsorción ou inertes para evitar a degradación da mostra ou a adsorción non específica.
• Tipo e compatibilidade do equipo analíticoO sistema de mostraxe automática empregado debe garantir que o tamaño do vial empregado, a precisión da boca do frasco, o grosor da xunta, etc., estean en consonancia coas especificacións estándar do fabricante do instrumento. Normalmente, utilízase un frasco de vidro estandarizado con tapón de rosca de 2 ml para garantir que a agulla de inxección se extraia de forma constante e evitar o bloqueo ou as fugas da agulla. Para a mostraxe ou a dispensación manual, prefírese un tipo de vial máis flexible.
• Condicións de almacenamento de mostrasAs condicións de almacenamento da mostra inflúen directamente na escolla do material e na estrutura de peche do frasco. A maioría dos frascos de vidro ou polipropileno son axeitados para mostras que xeralmente se refrixeran durante períodos curtos de tempo. Se as mostras precisan almacenarse a baixa temperatura (-20 ℃ ou -80 ℃), débense usar tubos de conxelación especiais, feitos de PP resistente ás baixas temperaturas e equipados cunha estrutura de selado con xunta tórica anti-fugas. Se as mostras se almacenan en nitróxeno líquido durante un longo período de tempo, débense usar frascos especiais de grao para nitróxeno líquido e débense usar tapas con rosca interna ou tapas que se reforcen para o selado para evitar a conxelación e o estalido dos frascos. Ademais, para materiais fotosensibles, tamén se deben usar frascos marróns ou opacos ou equipados con dispositivos de almacenamento resistentes á luz.
• Equilibrio entre custo e tamaño do experimentoPara experimentos de alto rendemento ou laboratorios de ensino, pódense escoller frascos de plástico económicos para reducir os custos de consumo. Para análises de precisión ou manipulación de mostras de alto valor, débese centrar a atención na limpeza das botellas, a inercia do material e o rendemento do selado, o que pode axudar a garantir a precisión dos datos mesmo a un custo lixeiramente superior. Ademais, ao crear bibliotecas de mostras ou xestionar proxectos a longo prazo, é importante priorizar frascos de alto estándar que teñan código de barras, sexan resistentes ao conxelador e á contaminación para mellorar a eficiencia do seguimento das mostras e da xestión de datos.

En conxunto, o vial de mostra, aínda que pequeno, é unha conexión importante entre o deseño experimental, a calidade da mostra e os resultados analíticos. Mediante a consideración sistemática das características da mostra, o equipo experimental, os métodos de almacenamento e o tamaño do orzamento, a fonte de calor experimental pode seleccionar de forma máis científica o vial de recollida de mostras máis axeitado, sentando unha base sólida para todo o proceso de investigación.

Tendencias futuras e direccións innovadoras

Co desenvolvemento da automatización da investigación científica e o concepto de experimento ecolóxico, os frascos de recollida de mostras están a evolucionar na dirección de manterse ao día coa protección ambiental e divertida.

Por unha banda, os laboratorios de alto rendemento teñen requisitos crecentes en canto á velocidade e densidade de procesamento de mostras, o que leva aos frascos a avanzar gradualmente cara á miniaturización e á modularización. Os frascos de tamaño micro están a converterse en algo común e, cando se usan con sistemas automatizados, non só aforran espazo e reactivos, senón que tamén melloran a eficiencia operativa, adaptándose á demanda de velocidade e precisión dos experimentos modernos.

Por outra banda, a investigación e o desenvolvemento de materiais respectuosos co medio ambiente tamén se converteu no foco da industria. Co fin de reducir a carga ambiental causada polos plásticos desbotables, cada vez máis frascos están a adoptar materiais biodegradables ou de base biolóxica. Ao mesmo tempo, o proceso de envasado e produción tende a simplificarse e ser ecolóxico, en liña coa tendencia da construción de laboratorios sostibles.

No futuro, os frascos non só serán consumibles, senón tamén unha parte fundamental do desenvolvemento intelixente e sostible dos laboratorios.