精密チューブが液体分注システムの精度を高める

分注サンプル量の精度が結果の精度を決める

食品科学や議論の的であるGMOから医薬品開発・医学研究、定期健診のルーチン検査まで、液体分注システムは日常生活において目立たないが極めて重要な役割を果たしています。

なぜなら、多くのバイオテクノロジー・実験室タスクは、流体サンプルを容器間で移動させ、精密な量を試験培地上や内部に分注することから始まるからです。遺伝子シークエンシングや抗体検査の実験であれ、血液や尿の日常分析であれ、これは変わりません。

これらのプロセスが行われる典型的な大規模現場（600人の患者を検査する病院、10,000検体を調べるラボなど）では、流体分注システムは、まさに不可欠です。大規模用途で手作業で行えば、面倒で時間がかかり、コストが高く、ヒューマンエラーのリスクが高まります。

診断、バイオテクノロジー、研究ラボで使用される流体分注システムは、非常に小さなチューブを用いて微量液体を高スループットで分注することがよくあります。これらのチューブは内径（ID）50ミクロン、あるいは100ミクロンまで小さく、それはほぼ単一の人間の髪の毛の太さに近いです。

そして、精密チューブの特性がプロセスの成否を分けます。

液体分注システム使用時の考慮事項

液体分注システムを使用する際の主な懸念は、分注される液体の正確な量を知ることです。これには多くの理由があります：

• 有限サンプルサイズで多数のテストを実施する必要性。 例えば、患者から採血した血液で数十種類のスクリーニングを行う必要があり、テスト完了のために再度採血したくない場合。
• 分注サンプルに分析のためにどの程度の他液体（試薬など）を添加すべきかを知る必要性。 サンプル内の相互作用量が、他液体の量の関数であることが多いため。
• 分析に使用される試薬の高コスト。 測定可能な結果を得るために必要最小限の量を使いたい。
• 分析を行う機械の感度向上。 これらの機械がより少量のサンプルと試験培地を使用できるようになったため、流体分注システムにより高い精度が求められます。

自然に、バイオテクノロジーとラボ自動化で使用される流体分注システムの精度には、装置選択や具体的手法など、幅広い変数が影響します。

しかし、液体分注に小径チューブを利用するシステムでは、チューブ自体の精密さが、分注システムの精度確保と結果の妥当性確保に不可欠な役割を果たします。

精密チューブの流体分注システムにおける役割

以前はチューブメーカーが厳しい公差を達成できなかったため（チューブを精密に切断できても、ID公差がばらつきすぎていた）、設計者はポンプ機構に頼って液体分注システムの精度確保を試みていました。

つまり、チューブID公差が有効な結果達成に必要な公差より大きければ、チューブの限界にもかかわらず、より厳しい公差を達成しなければなりませんでした。

しかし、今日のチューブ切断の精度向上と公差縮小により、液体分注システムはポンプと精密切断チューブの組み合わせで信頼性の高い性能を発揮できるようになりました。

精密チューブのメリット

液体分注システムの精度問題を回避するには、以下のチューブが役立ちます：

• 正しい長さに切断され、希望の内径・外径に引き抜かれている
• クリーンでバーフリーなIDと適切に切断された端面を持つ

例えば、サンプルサイズが小さくなるにつれ、サンプルの到達先も小さくなりました。かつて16スポットだったウェルプレートが、今やプレート表面に1,500個程度の非常に小さな開口を持つようになっています。

つまり、液体分注システムのチューブは、テスト対象に応じてフラット、角度付き、丸めなど、適切に仕上げられた端面で、真っ直ぐに、クリーンにせん断され、テストプレートの微小ウェルと精密にアライメントされる必要があります。

精密チューブがキャリーオーバー汚染リスクに与える影響

流体分注システムの精密チューブ精度は、ウィッキングやいわゆるラストドロップ問題といった現象にも影響します：

• ウィッキング：サンプル液体の一部が、適切な到達先へ分注される代わりにチューブ外側を伝って上昇する現象。
• ラストドロップ問題：微小なサンプル液滴が分注チューブ端に付着し、そこに留まる現象。

ウィッキングと「ラストドロップ」の両方が、次のテストサンプルでのキャリーオーバー汚染を引き起こす可能性があります。

一般的に許容される4 ppb（parts per billion）のキャリーオーバーは確かに達成可能ですが、膨大なテストを実施する病院などのラボ環境ではより困難になります。ここでは、ラボ生産性とコスト効率を維持しながら、装置を効率的に洗浄する必要があります。

チューブの適切な端面切断（フラット、角度付き、丸めなど）は、ウィッキングとラストドロップ問題を排除し、液体分注システムでのキャリーオーバー汚染リスクを低減します。クリーンでバーフリーなIDを持つチューブはさらに：

• 洗浄をより効果的にする
• 汚染物質を捕捉するID表面粗さを低減する

髪の毛を割くような話ではありません！

髪の毛ほどの太さのチューブを用いる液体分注システムでは、精度が重要であることは控えめな表現です。だからこそ、チューブ長、ID、外径（OD）、端面切断をすべて可能な限り精密にすることで、分注サンプル量も可能な限り精密になることを保証したいのです。決して髪の毛を割くような話ではありません。

第2回では、チューブIDや液体分注システムの精度に影響するその他変数を詳しく解説します。または、金属チューブやその他金属部品のさまざまな精密切断オプションを検討するには、無料ガイド「Choose with Confidence: Comparing 2-Axis Precision Cutting Methods」をダウンロードしてください。