Articulo de referencia

Pipeta

Una pipeta es un instrumento de laboratorio comúnmente utilizado en química y biología para transportar un volumen medido de líquido, a menudo como dispensador de medios de cult...

Una pipeta es un instrumento de laboratorio comúnmente utilizado en química y biología para transportar un volumen medido de líquido, a menudo como dispensador de medios de cultivo . Existen pipetas de diversos diseños para diferentes propósitos, con distintos niveles de exactitud y precisión , desde pipetas de vidrio de una sola pieza hasta pipetas electrónicas o ajustables más complejas. Muchos tipos de pipetas funcionan creando un vacío parcial sobre la cámara que contiene el líquido y liberando selectivamente este vacío para aspirar y dispensar el líquido. La precisión de la medición varía considerablemente según el instrumento.

Historia

Las primeras pipetas sencillas eran de vidrio, como las pipetas Pasteur . Las pipetas grandes siguen siendo de vidrio; otras son de plástico flexible para situaciones en las que no se requiere un volumen exacto.

Micropipeta utilizada por Lister que dispensaba una solución bacteriana diluida para contener un promedio de "bastante menos de una bacteria" por gota [ 1 ].

Durante o antes de 1877, Joseph Lister (1827 – 1912) inventó la primera micropipeta ajustable, que consistía en una "pipeta con una jeringa" [ 1 ] (fotografía que se muestra a la derecha).

"...mediante esta pequeña jeringa con un disco graduado y un vástago de pistón en forma de tornillo, graduado en 2 centésimas de mínima , con lo cual se puede, con perfecta precisión, medir 1 centésima de mínima, o 2 centésimas, o cualquier número que se desee." [ 1 ]

La micropipeta fue patentada en 1957 por el Dr. Heinrich Schnitger ( Marburgo , Alemania). El fundador de la empresa Eppendorf , el Dr. Heinrich Netheler, heredó los derechos y comenzó la producción comercial de micropipetas en 1961.

La micropipeta ajustable moderna es un invento de Wisconsin desarrollado a través de la interacción entre varias personas, principalmente el inventor Warren Gilson y Henry Lardy, profesor de bioquímica en la Universidad de Wisconsin-Madison . [ 2 ] [ 3 ]

En 1984, Mettler-Toledo Rainin presentó una de las primeras pipetas electrónicas disponibles comercialmente , lo que contribuyó a la adopción de la manipulación de líquidos controlada electrónicamente en los flujos de trabajo de laboratorio.

Nomenclatura

Aunque existen nombres específicos para cada tipo de pipeta, en la práctica, cualquier tipo puede denominarse "pipeta". [ 4 ] Las pipetas que dispensan menos de 1000 μL a veces se distinguen como micropipetas. 

Los términos "pipeta" y "pipeta" se utilizan indistintamente a pesar de las pequeñas diferencias históricas en su uso. [ 5 ]

Pipetas comunes

micropipetas de desplazamiento de aire

Las micropipetas de desplazamiento de aire son un tipo de micropipeta ajustable que dispensa un volumen medido de líquido; según su tamaño, este puede oscilar entre aproximadamente 0,1 μL y 1000 μL (1 mL). Estas pipetas requieren puntas desechables que entran en contacto con el líquido.   

Estas pipetas funcionan mediante desplazamiento de aire impulsado por un pistón . El movimiento vertical de un pistón metálico o cerámico dentro de una funda hermética genera un vacío. A medida que el pistón asciende, impulsado por la presión del émbolo, se crea un vacío en el espacio que deja libre. El líquido que rodea la punta se desplaza hacia este vacío (junto con el aire en la punta) y puede transportarse y liberarse según sea necesario. Estas pipetas son muy precisas y exactas. Sin embargo, dado que dependen del desplazamiento de aire, son susceptibles a imprecisiones causadas por cambios ambientales, en particular la temperatura y la técnica del usuario. Por estas razones, este equipo debe recibir un mantenimiento y calibración cuidadosos, y los usuarios deben recibir capacitación para aplicar una técnica correcta y consistente.

La primera micropipeta de desplazamiento de aire ajustable verificada fue inventada por Joseph Lister en 1877 o antes (véase la sección de Historia más arriba). [ 1 ] La micropipeta moderna fue patentada en 1960 por el Dr. Heinrich Schnitger en Marburgo , Alemania. Posteriormente, el cofundador de la empresa de biotecnología Eppendorf , el Dr. Heinrich Netheler, heredó los derechos e impulsó el uso generalizado de micropipetas en los laboratorios. En 1972, la micropipeta ajustable moderna fue inventada en la Universidad de Wisconsin-Madison por varias personas, principalmente Warren Gilson y Henry Lardy. [ 6 ]

Los tipos de pipetas de desplazamiento de aire incluyen:

  • ajustable o fijo
  • volumen manejado
  • Monocanal, multicanal o repetidor
  • puntas cónicas o puntas cilíndricas
  • estándar o con bloqueo
  • manual o electrónico
  • fabricante

Independientemente de la marca o el precio de la pipeta, todos los fabricantes recomiendan comprobar su calibración al menos cada seis meses si se usa con regularidad. Las empresas de la industria farmacéutica o alimentaria deben calibrar sus pipetas trimestralmente (cada tres meses). En los centros educativos que imparten clases de química , este proceso puede realizarse anualmente. Quienes estudian ciencias forenses e investigación, donde se realizan numerosas pruebas, llevarán a cabo calibraciones mensuales.

pipeta electrónica

Para minimizar el posible desarrollo de trastornos musculoesqueléticos debido al pipeteo repetitivo, las pipetas electrónicas suelen sustituir a las mecánicas.

Pipetas electrónicas monocanal diseñadas para manejar volúmenes de 0,5 a 10 ml.
Pipetas electrónicas multicanal VIAFLO de INTEGRA Biosciences
Pipetas electrónicas multicanal VIAFLO de INTEGRA Biosciences

pipeta de desplazamiento positivo

Son similares a las pipetas de desplazamiento de aire, pero se utilizan con menos frecuencia y se emplean para evitar la contaminación y para sustancias volátiles o viscosas en pequeños volúmenes, como el ADN . La principal diferencia radica en que la punta desechable es una microjeringa (de plástico), compuesta por un capilar y un pistón (parte interna móvil) que desplaza directamente el líquido.

Pipetas volumétricas de varios tamaños.

Pipetas volumétricas

Las pipetas volumétricas o de bulbo permiten medir el volumen de una solución con extrema precisión (cuatro cifras significativas). Estas pipetas tienen un bulbo grande con una parte superior larga y estrecha, que presenta una única marca de graduación, ya que están calibradas para un solo volumen (como un matraz volumétrico ). Los volúmenes típicos son 20, 50 y 100 mL. Las pipetas volumétricas se utilizan habitualmente para preparar soluciones de laboratorio a partir de una solución madre, así como para preparar soluciones para titulaciones .

Pipetas graduadas

Las pipetas graduadas son un tipo de macropipeta que consiste en un tubo largo con una serie de graduaciones, como en una probeta o bureta , para indicar diferentes volúmenes calibrados. También requieren una fuente de vacío; en los inicios de la química y la biología, se utilizaba la boca. Las normas de seguridad incluían la siguiente advertencia: «Nunca pipetear con la boca KCN, NH3, ácidos fuertes, bases ni sales de mercurio». Algunas pipetas se fabricaban con dos burbujas entre la boquilla y la línea de nivel de la solución para proteger al químico de la ingestión accidental de la misma.

Pipetas Pasteur con bulbos de goma incorporados.

Pipeta Pasteur

Las pipetas Pasteur son pipetas de plástico o vidrio que se utilizan para transferir pequeñas cantidades de líquidos, pero no están graduadas ni calibradas para ningún volumen en particular. El bulbo está separado del cuerpo de la pipeta. Las pipetas Pasteur también se conocen como pipetas de tetina , cuentagotas , cuentagotas oculares y cuentagotas químicos .

Pipetas de transferencia

Una pipeta de transferencia

Las pipetas de transferencia , también conocidas como pipetas Beral , son similares a las pipetas Pasteur, pero están hechas de una sola pieza de plástico y su bulbo puede servir como cámara para contener el líquido.

Pipetas especializadas

Jeringa de pipeteo

Las jeringas de pipeteo son dispositivos manuales que combinan las funciones de las pipetas volumétricas (de bulbo), las pipetas graduadas y las buretas . Están calibradas según los estándares volumétricos ISO de grado A. Se utiliza un tubo de pipeta de vidrio o plástico con un pistón accionado con el pulgar y un sello de PTFE que se desliza dentro de la pipeta mediante un mecanismo de desplazamiento positivo. Este dispositivo puede utilizarse con una amplia variedad de fluidos (acuosos, viscosos y volátiles; hidrocarburos; aceites esenciales; y mezclas) en volúmenes entre 0,5  mL y 25  mL. Esta configuración ofrece mejoras en precisión, seguridad de manejo, fiabilidad, economía y versatilidad. No se necesitan puntas desechables ni accesorios de pipeteo con la jeringa de pipeteo.

Pipeta de Van Slyke

La pipeta Van Slyke, inventada por Donald Dexter Van Slyke , es una pipeta graduada que se usa comúnmente en tecnología médica junto con pipetas serológicas para análisis volumétricos. [ 7 ]

Pipeta de Ostwald-Folin

La pipeta Ostwald-Folin, desarrollada por Wilhelm Ostwald y perfeccionada por Otto Folin , es un tipo de pipeta volumétrica que se utiliza para medir fluidos viscosos como sangre entera o suero. [ 8 ] [ 9 ]

Pipeta de combustión

Pipeta de combustión de gas Winkler-Dennis

La pipeta de combustión de gas Winkler-Dennis, desarrollada por Clemens Winkler y perfeccionada por Louis Munroe Dennis, es un aparato para la reacción controlada de líquidos bajo una corriente eléctrica suave y un suministro de oxígeno. [ 10 ]

micropipeta de vidrio

Las micropipetas de vidrio se fabrican en un estirador de micropipetas y se utilizan habitualmente en un micromanipulador . Se emplean para interactuar físicamente con muestras microscópicas, como en los procedimientos de microinyección y patch clamp . La mayoría de las micropipetas están hechas de borosilicato , aluminosilicato o cuarzo, y existen numerosos tipos y tamaños de tubos de vidrio. Cada una de estas composiciones posee propiedades únicas que determinarán las aplicaciones más adecuadas.

Pipeta microfluídica

Una reciente introducción en el campo de las micropipetas integra la versatilidad de la microfluídica en una plataforma de pipeta de posicionamiento libre. En la punta del dispositivo, se crea una zona de flujo localizada que permite un control constante del entorno de nanolitros, directamente frente a la pipeta. Las pipetas están hechas de polidimetilsiloxano (PDMS), que se forma mediante moldeo por inyección reactiva. La interconexión de estas pipetas mediante neumática permite cargar y cambiar múltiples soluciones a demanda, con tiempos de intercambio de solución de 100 ms. Este tipo de pipeta fue inventada por Alar Ainla y actualmente se encuentra en el Laboratorio de Tecnología Biofísica [ 11 ] de la Universidad Tecnológica de Chalmers en Suecia [ 12 ] .

Pipetas de volumen extremadamente bajo

En el Laboratorio Nacional de Brookhaven se ha desarrollado una pipeta de zeptolitros . La pipeta está hecha de una carcasa de carbono, en cuyo interior se encuentra una aleación de oro y germanio. La pipeta se utilizó para estudiar cómo se produce la cristalización . [ 13 ]

Ayudas para pipetas

Se han desarrollado diversos dispositivos para pipetear de forma más segura, sencilla y eficiente. Por ejemplo, un controlador de pipeta motorizado puede facilitar la aspiración o dispensación de líquidos mediante pipetas volumétricas o graduadas; [ 14 ] una tableta puede interactuar en tiempo real con la pipeta y guiar al usuario a través de un protocolo; [ 15 ] y una estación de pipeteo puede ayudar a controlar la profundidad de inmersión de la punta de la pipeta y mejorar la ergonomía. [ 16 ]

robots

Los robots pipeteadores son capaces de manipular pipetas tal como lo harían los humanos. [ 17 ]

Calibración

La recalibración de pipetas [ 18 ] es un aspecto importante en los laboratorios que utilizan estos dispositivos. Consiste en determinar la exactitud de un instrumento de medición comparándolo con patrones de referencia trazables al NIST . La calibración de pipetas es esencial para garantizar que el instrumento funcione según lo previsto y de acuerdo con los protocolos de trabajo definidos. La calibración de pipetas se considera un proceso complejo, ya que incluye numerosos elementos del procedimiento de calibración, diversas opciones de protocolo y diferentes marcas y modelos de pipetas.

Postura y lesiones

Un bioquímico pipeteando

Una postura correcta al pipetear es fundamental para establecer buenas prácticas ergonómicas de trabajo. [ 19 ] Durante tareas repetitivas como el pipeteo, mantener posiciones corporales que proporcionen la máxima fuerza con el mínimo esfuerzo muscular es crucial para minimizar el riesgo de lesiones. Se han identificado varias técnicas comunes de pipeteo como potencialmente peligrosas debido a factores de estrés biomecánico. A continuación, se presentan recomendaciones para acciones correctivas en el pipeteo, elaboradas por diversas agencias gubernamentales estadounidenses y expertos en ergonomía.

Pipeteo con codo alado
Técnica: codo alado elevado. El brazo humano promedio pesa aproximadamente el 6 % del peso corporal total. Sostener una pipeta con el codo extendido (codo alado) en posición estática ejerce presión sobre los músculos del cuello y el hombro, reduciendo el flujo sanguíneo y provocando estrés y fatiga. La fuerza muscular también disminuye considerablemente al aumentar la flexión del brazo.
Acción correctiva: Coloque los codos lo más cerca posible del cuerpo, con los brazos y las muñecas extendidos en posición recta y neutra (postura de apretón de manos). Mantenga los objetos de trabajo al alcance para limitar la extensión y elevación del brazo. La elevación del brazo/mano no debe exceder los 30 cm (12 pulgadas) desde la superficie de trabajo.
Pipeteo con brazo sobregirado
Técnica: Rotación excesiva del antebrazo y la muñeca. La rotación del antebrazo en supinación (palma hacia arriba) y/o la flexión de la muñeca aumentan la presión del líquido en el túnel carpiano. Este aumento de presión puede comprimir los tejidos blandos, como nervios, tendones y vasos sanguíneos, provocando entumecimiento en el pulgar y los dedos.
Medida correctiva: Se debe mantener un ángulo de rotación del antebrazo cercano a los 45° de pronación (palma hacia abajo) para minimizar la presión en el túnel carpiano durante la actividad repetitiva.
Pipeteo con puño cerrado
Técnica: Agarre firme (puño cerrado). La fatiga de la mano se produce por el contacto continuo entre un objeto duro y los tejidos sensibles. Esto ocurre cuando se necesita un agarre firme para sujetar una pipeta, como al colocar una punta, y provoca una disminución de la fuerza en la mano.
Medida correctiva: Utilice pipetas con ganchos u otras características que permitan un agarre relajado y/o reduzcan la necesidad de sujetarlas constantemente. Esto disminuirá la tensión en el brazo, la muñeca y la mano.
Pipeteo con émbolo de pulgar
Técnica: Concentración de la fuerza (presión por contacto entre un objeto duro y tejidos sensibles). Algunos dispositivos tienen émbolos y botones con superficies limitadas, lo que requiere que el pulgar u otro dedo ejerza una gran fuerza en un área concentrada.
Medida correctiva: Utilice pipetas con émbolos y botones grandes, contorneados o redondeados. Esto distribuirá la presión ejercida al accionar la pipeta por toda la superficie del pulgar o del dedo, reduciendo la presión de contacto a niveles aceptables.
Una postura incorrecta puede tener un fuerte impacto en la fuerza disponible del brazo al pipetear.
Técnica: brazo elevado. La fuerza muscular se reduce sustancialmente al aumentar la flexión del brazo.
Medida correctiva: Mantenga los objetos de trabajo al alcance de la mano para limitar la extensión y elevación del brazo. La elevación del brazo/mano tampoco debe exceder los 30 cm (12 pulgadas) desde la superficie de trabajo.
Pipeteo con fuerza del codo
Técnica: Flexión o abducción del codo. La fuerza del brazo disminuye a medida que la postura del codo se desvía de la posición de 90°.
Medida correctiva: Mantenga el antebrazo y la mano elevados a menos de 30 cm de la superficie de trabajo, lo que permitirá que el codo permanezca cerca de una posición de 90°.

A diferencia de las pipetas axiales tradicionales, el pipeteo ergonómico puede afectar la postura y prevenir lesiones comunes como el síndrome del túnel carpiano, la tendinitis y otros trastornos musculoesqueléticos. [ 20 ] Para ser "ergonómicamente correcto", es esencial realizar cambios significativos en las posturas tradicionales de pipeteo, como minimizar las rotaciones del antebrazo y la muñeca, mantener una altura baja del brazo y el codo, y relajar los hombros y la parte superior de los brazos.

Un soporte inteligente para pipetas que puede controlar pipetas electrónicas.

Soporte para pipetas

Normalmente, las pipetas se almacenan verticalmente en soportes denominados bases para pipetas. En el caso de las pipetas electrónicas, estos soportes pueden recargar sus baterías. Las bases para pipetas más avanzadas pueden controlar directamente las pipetas electrónicas. [ 21 ]

Alternativas

Una tecnología alternativa, especialmente para transferir pequeños volúmenes (en el rango de microlitros y nanolitros), es la eyección acústica de gotas .

Referencias

  1. 1 2 3 4 Lister, J. (1877). "Discurso introductorio pronunciado en el Departamento de Medicina del King's College" . BMJ . 2 (875): 465– 469. doi : 10.1136/bmj.2.875.465 . ISSN 0959-8138 . PMC 2221161. PMID 20748639. Recuperado el 6 de marzo de 2025 .   
  2. "Divulgación de la biotecnología" . Archivado del original el 26 de diciembre de 2009. Consultado el 3 de marzo de 2016 .
  3. Klingenberg, M (2005). " Cuando un problema común se encuentra con una mente ingeniosa" . EMBO Rep . 6 (9): 797– 800. doi : 10.1038/sj.embor.7400520 . PMC 1369176. PMID 16138087 .  
  4. "Pipeta vs. Micropipeta: ¿Hay alguna diferencia?" . Microlit . 21-04-2022 . Consultado el 23-05-2023 .
  5. "Pipetas, pipetas, jeringas y agujas | Fisher Scientific" . www.fishersci.com . Consultado el 23 de mayo de 2023 .
  6. Zinnen, Tom (junio de 2004), La historia de la micropipeta , archivado del original el 26 de diciembre de 2009 , consultado el 12 de noviembre de 2011.
  7. Shohl, Alfred T. (febrero de 1928). "Una pipeta para microanálisis". Journal of the American Chemical Society . 50 (2): 417. doi : 10.1021/ja01389a502 .
  8. Rani, Seema; Khan, Tasneem KH; Mote, Sanjay P.; Gehlot, Praveen Singh (2023). Introducción a la química analítica . Editorial Academic Guru. pág. 158. ISBN  9788119338009.
  9. "Pipetas serológicas" (PDF) . Eppendorf . 2017. Consultado el 29 de noviembre de 2023 .
  10. Hempel, Walther (1902). Métodos de análisis de gases . Traducido por Dennis, Louis Munroe. Archivo de Internet. Macmillan . págs. 138–140 . 
  11. "Laboratorio de Tecnología Biofísica" . Consultado el 3 de marzo de 2016 .
  12. Ainla, Alar; Jansson, Erik T.; Stepanyants, Natalia; Orwar, Owe; Jesorka, Aldo (junio de 2010). "Una micropipeta para farmacología de células individuales". Analytical Chemistry . 82 (11): 4529– 4536. doi : 10.1021/ac100480f . PMID 20443547 . 
  13. Aimee Cunningham (18 de abril de 2007). "Un nuevo mínimo: una pipeta liliputiense libera las gotas más diminutas" . Science News . Vol. 171. págs. 244–245 . Archivado del original el 30 de marzo de 2008. Consultado el 31 de mayo de 2007 .  
  14. "Controladores de pipetas motorizadas | Controlador motorizado | Pipette.com" . www.pipette.com .
  15. "TRACKMAN Connected" . www.gilson.com .
  16. "Pipetea con confianza con PipetteRite: controla la profundidad de inmersión, estabiliza tu mano y mejora la ergonomía" .
  17. Uso de pipetas sin necesidad de usar las manos , agosto de 2012 , consultado el 29 de agosto de 2012
  18. "Calibración de micropipetas – Accumaximum" . Archivado del original el 30 de junio de 2013. Consultado el 3 de marzo de 2016 .
  19. "Las pipetas ergonómicas Ovation generan una postura ideal para pipetear" . Archivado del original el 3 de marzo de 2016. Consultado el 3 de marzo de 2016 .
  20. "Lesiones comunes al pipetear" . Consultado el 3 de marzo de 2016 .
  21. Pipeta electrónica inteligente gracias a la conectividad , abril de 2019 , consultado el 11 de abril de 2019.
  • Consejos útiles sobre el uso de una pipeta volumétrica. Archivado el 30/06/2013 en Wayback Machine por Oliver Seely.