Perkenalan

Dalam penelitian ilmiah modern dan analisis eksperimental, ruang pengumpulan sampel merupakan langkah pertama untuk memastikan keandalan data. Dan dalam proses ini, vial pengumpulan sampel, sebagai media utama untuk penyimpanan dan pengangkutan sampel, pemilihan dan penggunaannya secara langsung berkaitan dengan integritas dan stabilitas sampel serta keakuratan analisis selanjutnya.

Tabung pengumpul sampel banyak digunakan di berbagai bidang.Berbagai jenis vial dibedakan secara cermat berdasarkan bahan, struktur, aditif, dan penutup untuk sampel yang berbeda dengan sifat fisikokimia, kebutuhan analitis, dan kondisi penyimpanan yang berbeda.

Klasifikasi Dasar Tabung Pengumpulan Sampel

Berbagai jenis sampel memiliki persyaratan yang berbeda untuk tabung pengumpul sampel selama pengumpulan dan penyimpanan. Oleh karena itu, memahami klasifikasi dasar tabung pengumpul sampel akan membantu para peneliti untuk membuat pilihan yang paling tepat sesuai dengan kebutuhan aktual. Secara keseluruhan, tabung sampel dapat dikategorikan berdasarkan bahan, metode penyegelan, dan dimensi seperti pelarut dan morfologi struktural.

1. Klasifikasi berdasarkan bahan: kaca vs. plastik

• Tabung Sampel KacaBiasanya terbuat dari kaca borosilikat tinggi dengan inertness kimia dan stabilitas termal yang baik, cocok untuk sebagian besar pelarut organik dan skenario pemrosesan suhu tinggi. Terutama dalam analisis presisi tinggi atau pengumpulan senyawa yang mudah terserap, vial kaca dapat secara efektif menghindari degradasi atau kontaminasi sampel.
• Tabung pengumpul sampel plastikBahan-bahan umum yang digunakan meliputi polipropilen, polietilen, polikarbonat, dan lain-lain. Bahan-bahan ini lebih tahan benturan dan ringan, serta cocok untuk pembekuan kriogenik, pengumpulan sampel biologis, dan pengujian klinis rutin. Beberapa vial plastik kelas atas juga tahan terhadap korosi kimia hingga tingkat tertentu.

2. Klasifikasi menurut metode penyegelan: tipe sekrup, bayonet, dan gland.

• Tipe sekrupJenis yang paling umum, mudah dibuka dan ditutup, cocok untuk sebagian besar kebutuhan laboratorium umum. Tutup ulir biasanya dipasangkan dengan gasket PTFE/silikon untuk memastikan penyegelan dan kompatibilitas kimia.
• Jenis bayonetDitutup dengan cepat menggunakan bunyi jepretan, cocok untuk pengoperasian cepat atau situasi yang membutuhkan pembukaan berulang, sebagian besar digunakan pada platform otomatis atau proses pengujian standar tertentu.
• Jenis kelenjarDisegel dengan tutup dan segel logam, paling kedap udara, umumnya digunakan dalam kromatografi gas dan eksperimen lain yang membutuhkan kontrol volatilitas tinggi. Cocok untuk penyimpanan dan transportasi jangka panjang, terutama banyak digunakan dalam pengujian sampel lingkungan.

3. Klasifikasi berdasarkan volume dan bentuk: standar, miniatur, dasar kerucut, dll.

• Botol standarVolume umum yang digunakan adalah 1,5 ml, 2 ml, dan 5 ml, yang cocok untuk pengumpulan dan analisis sebagian besar sampel cair. Bentuknya umumnya silindris, sehingga mudah digenggam oleh peralatan otomatis.
• Botol mikro: dengan volume 0,2ml-0,5ml, umumnya digunakan untuk ukuran sampel yang sangat kecil atau desain eksperimen dengan throughput tinggi. Cocok untuk sistem pengambilan sampel mikro.
• Botol berbentuk kerucut di bagian bawahBagian bawah vial dirancang berbentuk kerucut, yang memudahkan konsentrasi sampel, operasi sentrifugasi, dan aspirasi bebas residu, yang umum digunakan dalam eksperimen ekstraksi protein/asam nukleat.
• Botol berdasar datar/berdasar bulat: Wadah dengan dasar datar cocok untuk peralatan pengambilan sampel otomatis, sedangkan wadah dengan dasar bulat lebih cocok untuk pengoperasian manual atau skenario pencampuran pusaran.

Aplikasi pada Sampel Biologis (sampel darah sebagai contoh)

Sebagai salah satu sampel biologis yang paling umum dan mendasar, darah banyak digunakan di berbagai bidang, termasuk diagnosis klinis, pengujian genetik, dan penelitian proteomik. Karena komposisinya yang kompleks dan aktivitas biologisnya yang kuat, persyaratan untuk wadah pengumpulan sangat ketat. Tabung pengumpulan sampel yang digunakan untuk berbagai aplikasi berbeda dalam hal aditif, bahan, dan desain struktural, yang secara langsung memengaruhi kualitas sampel dan akurasi analisis selanjutnya.

1. Lingkungan dan tujuan penggunaan

• Pengujian medis klinisUntuk pemeriksaan darah rutin, biokimia, elektrolit, kadar hormon, dll., diperlukan kecepatan, efisiensi, serta menghindari hemolisis dan kontaminasi.
• Penelitian biologi molekulerseperti RNA-seq, pengurutan seluruh genom (WGS), qPCR, dll., yang membutuhkan persyaratan lebih tinggi untuk integritas asam nukleat dan kondisi pengawetan sampel.
• Analisis protein dan metabolomik: memperhatikan penghambatan aktivitas protease, kompatibilitas pelarut, stabilitas setelah pembekuan dan pencairan berulang.

2. Jenis dan konfigurasi vial pengumpulan sampel umum

• Berisi vial antikoagulanTabung EDTA banyak digunakan dalam pengujian hematologi dan ekstraksi asam nukleat, yang dapat secara efektif menghambat proses koagulasi dan melindungi morfologi sel; tabung heparin cocok untuk analisis plasma, cocok untuk pengujian kimia tertentu (misalnya, analisis gas darah), tetapi mengganggu reaksi PCR tertentu; dan tabung natrium sitrat sebagian besar digunakan untuk pengujian fungsi koagulasi.
• Tabung pengumpul darah murni bebas aditifDigunakan untuk pengujian serum, seperti untuk mengejar ketertinggalan pekerjaan, fungsi ginjal, tes imunologi, dll. Setelah darah menggumpal secara alami, serum dipisahkan dengan sentrifugasi untuk menghindari zat tambahan kimia yang mengganggu reaksi eksperimental.
• Tabung khusus untuk kriopreservasiTerbuat dari bahan PP berkekuatan tinggi, mampu menahan suhu sangat rendah (-80℃ hingga lingkungan nitrogen cair). Umumnya digunakan untuk pengawetan jangka panjang plasma, serum, komponen sel, dll., banyak digunakan di bank sampel biologis dan studi tindak lanjut jangka panjang.

3. Peringatan

• Pengaruh bahan terhadap stabilitas sampelTabung plastik dapat menyerap protein atau asam nukleat, sehingga memerlukan penggunaan bahan dengan daya serap rendah atau perlakuan permukaan. Tabung kaca stabil tetapi tidak cocok untuk semua kondisi pembekuan. Teknisi laboratorium perlu membuat penilaian berdasarkan sifat sampel dan kebutuhan eksperimen.
• Pentingnya sistem pelabelan dan ketertelusuranSelama percobaan, sampel mudah tertukar karena pelabelan, informasi yang tidak lengkap, dan masalah lainnya, yang sangat memengaruhi keandalan data. Disarankan untuk menggunakan label yang dicetak laser, stiker tahan lama untuk penyimpanan beku, atau sistem pelacakan elektronik (seperti RFID, barcode) untuk seluruh proses pengelolaan sampel.

Pengawetan dan penanganan sampel darah memainkan peran penting dalam hasil eksperimen, dan wadah pengumpulan sampel yang tepat tidak hanya memaksimalkan pengawetan aktivitas dan integritas sampel, tetapi juga merupakan prasyarat untuk penelitian berkualitas tinggi. Dengan perkembangan pengobatan presisi dan teknologi berkapasitas tinggi, permintaan akan wadah pengumpulan sampel biologis semakin meningkat dan semakin canggih.

Analisis Kimia dan Sampel Laboratorium

Dalam kimia analitik, penemuan obat, pengujian keamanan pangan, dan pekerjaan laboratorium lainnya, vial pengumpul sampel bukan hanya wadah penyimpanan, tetapi juga komponen yang sangat sinergis dalam proses analitik dengan instrumen. Terutama dalam kromatografi cair, kromatografi gas, dan teknik pengujian presisi tinggi lainnya, pemilihan vial secara langsung berkaitan dengan reproduktivitas dan akurasi analisis serta pengoperasian instrumen yang stabil.

1. Penerapan vial dalam analisis kromatografi cair dan kromatografi gas

• Vial HPLCStabilitas kimia yang sangat baik diperlukan untuk mencegah larutan sampel bereaksi atau terserap ke dinding vial. Biasanya digunakan vial kaca berpenutup ulir 2 ml dengan tutup gasket PTFE/silikon, yang tahan terhadap pelarut organik dan menjaga segel yang rapat. Untuk sampel yang fotosensitif, tersedia botol berwarna cokelat.
• vial GCKarena analisis GC sangat bergantung pada volatilitas sampel, vial perlu disegel rapat dan seringkali terbuat dari vial kaca dengan tutup bertekanan; selain itu, untuk mencegah hilangnya komponen yang mudah menguap, gasket yang sudah dilubangi sering digunakan untuk menyegel dengan tutup aluminium.
• Aplikasi dengan volume sampel kecilUntuk skrining dengan throughput tinggi dan deteksi komponen jejak, mikrovial 0,3 ml-0,5 ml dapat digunakan dengan kanula untuk meminimalkan kehilangan sampel.

2. Persyaratan ukuran dan kompatibilitas sistem pengambilan sampel otomatis

Laboratorium modern umumnya menggunakan autosampler untuk meningkatkan efisiensi dan konsistensi deteksi, dan standar seragam diusulkan untuk spesifikasi dan bentuk vial:

• Spesifikasi umum: Kaliber standar 2ml (OD 12mm * Tinggi 32mm) adalah model sirkulasi utama, kompatibel secara luas dengan sistem pengambilan sampel otomatis multi-merek.
• Persyaratan tampilan vial: Mulut botol harus rata, badan botol harus tahan terhadap gesekan mekanis, untuk memastikan stabilitas penjepitan lengan mekanis.
• Adaptasi Baki KhususBeberapa merek sistem memerlukan struktur dasar tertentu (dasar datar, dasar bulat, atau dengan alur) agar sesuai dengan baki vial.

3. Material khusus dan desain fungsional

Untuk menjamin keakuratan analisis sampel yang kompleks, laboratorium sering menggunakan vial yang dirancang khusus:

• Kaca borosilikat inertIni adalah bahan vial pilihan untuk HPLC/GC karena ketahanan kimianya yang tinggi dan kebersihannya, menghindari reaksi atau adsorpsi dengan komponen jejak dalam sampel.
• Tutup gasket PTFE: Ketahanan korosi pelarut yang tinggi, penusukan berulang, cocok untuk pengoperasian jarum pengambilan sampel otomatis, menghindari kontaminasi dan kebocoran sampel.
• Botol perawatan silanisasiPermukaan tersebut diberi lapisan khusus untuk mengurangi adsorpsi molekul polar, yang umumnya digunakan dalam analisis jejak.

Dengan memilih material, konstruksi, dan spesifikasi yang tepat, vial dalam analisis kimia tidak hanya meningkatkan efisiensi deteksi dan kompatibilitas instrumen, tetapi juga berkontribusi pada konsistensi dan keandalan data sampel. Terutama dalam analisis jejak dan proses otomatis, konfigurasi sistem vial yang tepat telah menjadi salah satu detail inti untuk menjamin kualitas pengujian.

Pemilihan Vial dalam Pengumpulan Sampel Lingkungan

Pengumpulan sampel lingkungan mencakup berbagai macam media, seperti air, tanah, dan atmosfer, dan sampel tersebut memiliki komposisi yang kompleks dan mungkin berada dalam kondisi ekstrem (misalnya, sangat korosif, sangat mudah menguap, kontaminan dalam jumlah kecil, dll.). Untuk memastikan keandalan data yang dikumpulkan dan untuk mematuhi persyaratan peraturan, sangat penting untuk memilih wadah yang tepat untuk pengumpulan sampel.

1. Skenario aplikasi

• Sampel airBaokou digunakan untuk mendeteksi logam berat, polutan organik, garam nutrisi, dan lain-lain, termasuk air permukaan, air tanah, air limbah industri, dll.
• Ekstrak tanah: sampel cair yang diperoleh melalui ekstraksi kimia, mengandung residu pestisida, logam berat, atau senyawa organik.
• Cairan pengumpul partikel udara: sampel partikulat yang digunakan untuk dielusi dari membran filter atau cairan penyerap gelembung.

2. Persyaratan utama untuk vial sampel

• Penyegelan yang kuatHindari penguapan, kebocoran, atau penyerapan kelembapan sampel selama pengangkutan atau penyimpanan, hal ini sangat penting untuk deteksi VOC.
• Ketahanan korosi yang baikSampel mungkin mengandung asam kuat, basa, atau pelarut organik, yang memerlukan penggunaan kaca borosilikat tinggi atau botol yang terbuat dari plastik khusus.
• Desain inertDinding bagian dalam vial harus menghindari penyerapan kontaminan atau reaksi dengan komponen sampel, dan beberapa analisis memerlukan penggunaan botol yang telah disilanisasi atau dicuci terlebih dahulu.
• Kepatuhan terhadap peraturan pengambilan sampelSemua jenis program pemantauan lingkungan biasanya dipandu oleh standar nasional atau internasional, seperti US EPA, Standar Kualitas Lingkungan untuk Air Permukaan Tiongkok, dll., dan tabung sampel harus dipilih untuk memenuhi persyaratan pengambilan sampel tersebut.

Pemilihan vial yang tidak tepat dapat menyebabkan masalah seperti degradasi zat target, adsorpsi polutan, dan bias pada sampel kosong, yang dapat memengaruhi akurasi hasil pengujian atau bahkan menyebabkan pembatalan data. Oleh karena itu, pemilihan vial sampel yang ilmiah dan rasional dalam pemantauan lingkungan tidak hanya berkaitan dengan kualitas analisis, tetapi juga berkaitan dengan kepatuhan dan pengambilan keputusan lingkungan yang ilmiah.

Panduan Pemilihan Vial: Cara Memilih Berdasarkan Jenis Sampel dan Kebutuhan Analisis

Dalam menghadapi beragam jenis wadah pengumpulan sampel, bagaimana cara membuat pilihan yang efisien dan ilmiah dalam pekerjaan praktis merupakan masalah umum bagi para peneliti eksperimental.

1. Sifat-sifat sampel menentukan pilihan struktur material awal.

• Sifat-sifat sampel itu sendiriJika sampel sangat mudah menguap, botol kaca dengan tutup kedap udara yang baik dan gasket PTFE lebih disukai untuk memaksimalkan hilangnya komponen. Untuk sampel yang sangat korosif, Anda harus menggunakan botol kaca borosilikat tahan bahan kimia, atau menggunakan polietilen densitas tinggi, plastik berfluorinasi, dan bahan khusus lainnya yang dikenal sebagai botol. Selain itu, untuk sampel yang aktif secara biologis yang kaya akan asam nukleat, protein, atau mikroorganisme, perlu digunakan vial bebas enzim yang diolah secara aseptik, dan bahan dengan daya serap rendah atau bahan inert lebih disukai untuk menghindari degradasi sampel atau adsorpsi non-spesifik.
• Jenis dan kompatibilitas peralatan analitikSistem pengambilan sampel otomatis yang digunakan perlu memastikan bahwa ukuran vial yang digunakan, akurasi mulut botol, ketebalan gasket, dll., sesuai dengan spesifikasi standar dari produsen instrumen. Biasanya, botol kaca 2 ml bertutup ulir standar digunakan untuk memastikan jarum suntik ditarik dengan stabil dan untuk menghindari penyumbatan atau kebocoran jarum. Untuk pengambilan sampel atau pengeluaran secara manual, jenis vial yang lebih fleksibel lebih disukai.
• Kondisi penyimpanan sampelKondisi penyimpanan sampel secara langsung memengaruhi pemilihan material dan struktur penutup vial. Sebagian besar vial kaca atau polipropilen memadai untuk sampel yang umumnya didinginkan dalam waktu singkat. Jika sampel perlu disimpan pada suhu rendah (-20℃ atau -80℃), tabung pembeku khusus harus digunakan, yang terbuat dari PP tahan suhu rendah dan dilengkapi dengan struktur penyegelan O-ring anti bocor. Jika sampel disimpan dalam nitrogen cair untuk jangka waktu lama, vial khusus kelas nitrogen cair harus digunakan, dan tutup berulir internal atau tutup yang diperkuat untuk penyegelan harus digunakan untuk mencegah pembekuan dan pecahnya vial. Selain itu, untuk bahan fotosensitif, vial berwarna cokelat atau buram juga harus digunakan atau dilengkapi dengan perangkat penyimpanan kedap cahaya.
• Keseimbangan antara biaya dan ukuran eksperimenUntuk eksperimen dengan throughput tinggi atau laboratorium pengajaran, vial plastik yang terjangkau dapat dipilih untuk mengurangi biaya konsumsi. Untuk analisis presisi atau penanganan sampel bernilai tinggi, fokusnya harus pada kebersihan botol, inertness material, dan kinerja penyegelan, yang dapat membantu memastikan akurasi data bahkan dengan biaya yang sedikit lebih tinggi. Selain itu, saat membangun pustaka sampel atau mengelola proyek jangka panjang, penting untuk memprioritaskan vial berstandar tinggi yang memiliki barcode, tahan beku, dan tahan kontaminasi untuk meningkatkan pelacakan sampel dan efisiensi manajemen data.

Secara keseluruhan, vial sampel, meskipun kecil, merupakan penghubung penting antara desain eksperimen, kualitas sampel, dan hasil analisis. Melalui pertimbangan sistematis terhadap karakteristik sampel, peralatan eksperimen, metode penyimpanan, dan ukuran anggaran, sumber panas eksperimen dapat secara lebih ilmiah memilih vial pengumpulan sampel yang paling tepat, meletakkan dasar yang kuat untuk seluruh proses penelitian.

Tren Masa Depan dan Arah Inovatif

Dengan perkembangan otomatisasi penelitian ilmiah dan konsep eksperimen ramah lingkungan, tabung pengumpulan sampel berevolusi ke arah yang lebih menyenangkan dan ramah lingkungan.

Di satu sisi, laboratorium dengan throughput tinggi memiliki peningkatan kebutuhan akan kecepatan dan kepadatan pemrosesan sampel, yang mendorong vial untuk secara bertahap beralih ke miniaturisasi dan modularisasi. Vial berukuran mikro menjadi arus utama, dan ketika digunakan dengan sistem otomatis, vial tersebut tidak hanya menghemat ruang dan reagen, tetapi juga meningkatkan efisiensi operasional, menyesuaikan dengan tuntutan eksperimen modern akan kecepatan dan presisi.

Di sisi lain, penelitian dan pengembangan material ramah lingkungan juga menjadi fokus industri. Untuk mengurangi beban lingkungan yang disebabkan oleh plastik sekali pakai, semakin banyak vial yang menggunakan material yang dapat terurai secara hayati atau berbasis bio. Pada saat yang sama, pengemasan dan proses produksi cenderung disederhanakan dan ramah lingkungan, sejalan dengan tren pembangunan laboratorium berkelanjutan.

Di masa depan, vial tidak hanya akan menjadi barang habis pakai, tetapi juga bagian penting dari pengembangan laboratorium yang cerdas dan berkelanjutan.