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La manipulation des liquides est l'une des tâches les plus importantes (mais aussi les plus fastidieuses) du laboratoire d'analyse. Cependant, les résultats analytiques ne sont précis et reproductibles que si l'on utilise le bon volume d'échantillon, de solvant, de réactif, de titrant ou de solution auxiliaire. Chaque échantillon ou solution préparé manuellement augmente le risque de falsification des résultats. Cet article de blog présente les nombreux avantages de l'automatisation des étapes de manipulation des liquides.

Qu'est-ce que la manipulation automatisée des liquides et quel est l'équipement nécessaire ?

Le concept principal de la manipulation des liquides est de transporter une solution ou un réactif de manière complète, précise et exacte d'un endroit à un autre. Contrairement à la manipulation de liquides à l'aide de cylindres gradués, de burettes en verre ou de pipettes, la manipulation automatisée de liquides utilise des burettes à piston pour effectuer cette tâche.. 

Une burette à piston Metrohm se compose de trois éléments principaux : le piston, le cylindre et le système de dosage (figure 1). À l'intérieur de la burette se trouve un piston monté dans un cylindre. Le piston est couplé à la broche d'un moteur de dosage qui déplace le piston de haut en bas dans le cylindre.

Figure 1. Illustrative cross-section of a piston-driven buret from Metrohm.

En fonction du dispositif de dosage utilisé, l'entraînement peut être monté comme indiqué dans la figure 1 ou tourné de 180°. Dans l'exemple présenté ici, le liquide peut être aspiré par l'orifice IN lorsque le piston descend. Inversement, le liquide est dosé par l'orifice OUT lorsque le piston monte. Un disque de soupape est utilisé pour passer d'un port à l'autre.

Les unités de dosage Metrohm 807 sont disponibles en différentes tailles, de 2 mL à 50 mL.
Figure 2. Les unités de dosage Metrohm 807 sont disponibles en différentes tailles, de 2 mL à 50 mL.

Flexibilité des dispositifs de dosage

Metrohm propose des dispositifs de dosage qui peuvent être utilisés pour l'échange, le dosage ou les unités cylindriques. Les burettes Metrohm, par exemple les 807 Dosing Units, sont disponibles en différentes tailles, de 2 mL à 50 mL. (Figure 2). 

En fonction de l'application, différents matériaux sont utilisés pour répondre au mieux à la tâche spécifique. Les cylindres en verre (figure 2) sont utilisés pour la manipulation de liquides à usage général, tandis que les unités de dosage en ETFE 807 (figure 3) sont utilisées pour les produits chimiques plus agressifs, par exemple pour le dosage de réactifs alcalins ou d'acide fluorhydrique (HF).

Figure 3. Exemple d'unité de dosage 807 ETFE (5 ml) utilisée pour doser des produits chimiques agressifs comme l'acide fluorhydrique.

La flexibilité de la commande signifie que ces burettes peuvent être utilisées pour diverses tâches de manipulation des liquides, par exemple l'ajout de titrants ou de solutions auxiliaires, le pipetage, la dilution, la préparation d'échantillons, et bien plus encore. Cette flexibilité permet d'utiliser la manipulation automatisée des liquides pour de nombreuses applications différentes telles que la mesure et la préparation d'échantillons, la dilution et l'ajout d'étalons pour des techniques d'analyse telles que le titrage ou la chromatographie ionique (CI).

Il est très utile de travailler avec des dispositifs automatisés de manipulation des liquides dans toutes sortes de secteurs industriels tels que les produits pharmaceutiques, le raffinage pétrochimique, la fabrication de produits chimiques, l'analyse environnementale, etc. Chaque fois qu'une quantité exacte et connue d'un liquide doit être utilisée, l'automatisation de ce travail est indispensable pour obtenir les résultats les plus précis et les plus fiables.

Lisez notre article de blog pour en savoir plus sur les solutions de manipulation automatisée des liquides pour l'industrie pétrochimique.

Laboratoire du futur : Analyse robotisée et automatisée des produits pétroliers

Avantages de la manipulation automatisée des liquides

L'automatisation des tâches de manipulation des liquides peut améliorer considérablement la routine quotidienne du laboratoire. Les avantages suivants découlent de l'automatisation des pratiques manuelles de manipulation des liquides.

Illustration of time savings

Les tâches de manipulation des liquides sont effectuées plus rapidement, voire de manière entièrement automatique, ce qui vous permet de vous concentrer sur d'autres tâches plus exigeantes. Par exemple, un éluant peut être mélangé automatiquement sur simple pression d'un bouton, ou même une série entière de titrages peut être traitée pendant la nuit sans nécessiter l'intervention du personnel de laboratoire.

Bien que l'achat de systèmes automatisés de manipulation des liquides implique un investissement initial, les coûts peuvent être rapidement récupérés. Cela est possible grâce à une utilisation plus efficace de la main-d'œuvre, en surmontant les expériences répétées dues à des erreurs et en évitant les rejets de produits. En outre, les burettes intelligentes permettent d'éviter d'utiliser les mauvaises solutions en donnant un avertissement avant le début de l'expérience.

Comment pouvez-vous économiser de l'argent en utilisant des systèmes de titrage automatisés ? Lisez notre article de blog pour en savoir plus.

Économiser de l'argent en utilisant des systèmes de titrage automatisés

Il peut être plus difficile de trouver un nouveau personnel de laboratoire bien formé que d'acheter un autre appareil. Le pipetage et le dosage manuels doivent également être pratiqués, et l'utilisateur doit développer une routine structurée pour obtenir de bons résultats. Toutefois, les systèmes automatisés de manipulation des liquides peuvent être facilement adaptés à différentes exigences de débit.

Les chaussures brunes prennent une décision au carrefour - sécurité ou risque

L'automatisation des étapes de manipulation des liquides permet de manipuler les substances potentiellement dangereuses ou toxiques de manière plus sûre, car le contact direct avec ces substances est réduit au minimum. La solution est ajoutée à un flacon auquel est fixé un dispositif de dosage. Lorsque la solution est requise, l'utilisateur n'a qu'à appuyer sur un bouton.

Que le dispositif de dosage soit utilisé pour l'ajout d'un titrant, la préparation d'un réactif ou l'aspiration précise d'une solution d'échantillon, il a un impact direct sur les résultats de l'analyse. Cela est principalement dû au fait que les étapes de dosage sont beaucoup plus petites avec une burette électronique à piston qu'avec d'autres technologies manuelles qui ne peuvent fournir la solution que goutte à goutte.

Selon la définition pharmaceutique, une goutte équivaut à environ 50 µL. Ce volume semble assez faible, mais il est en fait 2500 fois plus important que le plus petit dosage possible (0,02 µL) réalisable à l'aide d'une burette électronique moderne.

En outre, les résultats obtenus en utilisant des burettes en verre standard et des cylindres de mesure pour les tâches manuelles de manipulation des liquides dépendent fortement de la personne qui lit le volume et qui manipule l'équipement. Avec une burette électronique, le volume est mesuré automatiquement et le résultat est affiché numériquement. Cela garantit un degré élevé d'objectivité des résultats. 

Pour en savoir plus sur les principales sources d'erreur liées aux pratiques de manipulation des liquides lors d'un titrage manuel, consultez notre article de blog.

Pourquoi vos résultats de titrage ne sont pas reproductibles : Les principales sources d'erreur dans le titrage manuel

La répétabilité s'améliore avec le nombre d'étapes automatisées dans une procédure de manipulation de liquides. En effet, la burette automatique dose le même volume à chaque fois, de sorte qu'un changement d'équipe ou de personnel n'a aucune influence sur ce processus.

Comme ces burettes répondent aux exigences de la norme ISO 8655-3, leur performance peut être prouvée et certifiée par des tests de dosage effectués par un ingénieur de service Metrohm. Ces tests doivent être effectués régulièrement pour vérifier la qualité du cylindre en verre et du piston. Ces deux pièces sont des consommables qui doivent être remplacés occasionnellement en fonction de leur fréquence d'utilisation et des réactifs dosés.

La manipulation automatisée des liquides permet une documentation plus précise grâce au suivi de toutes les étapes de dosage. Ceci est particulièrement important dans les industries réglementées telles que les produits pharmaceutiques, la biotechnologie et la fabrication d'aliments et de boissons. Grâce à l'acquisition automatique de données concernant, par exemple, les réactifs utilisés, les volumes, la durée et d'autres paramètres pertinents, on obtient un enregistrement complet de l'expérience. Globalement, cela permet d'améliorer l'intégrité des données, de répondre aux exigences de conformité et d'accroître l'efficacité des processus de laboratoire.

La majorité des burettes Metrohm sont équipées d'une puce qui enregistre toutes les informations concernant la solution, son titre, sa validité et sa date d'expiration, afin de garantir que l'expérience ne sera réalisée qu'avec les solutions et les conditions correctes.

Conclusion

Si vous travaillez encore manuellement avec des pipettes, des burettes en verre et d'autres types de cylindres de mesure dans votre laboratoire, il est temps d'envisager l'automatisation de vos processus de manipulation des liquides. De nos jours, les burettes électroniques peuvent faire bien plus que simplement transférer un liquide d'un endroit à un autre. L'exactitude, la précision et la rentabilité des ajouts de liquides et de la préparation des échantillons ne sont que quelques-uns des avantages de l'utilisation de la manipulation automatisée des liquides en laboratoire.

Vos connaissances à emporter

Wébinaire à la demande : Manipulation automatisée des liquides - La clé pour des résultats précis et reproductibles

Auteur
Lüber

Jennifer Lüber

Product Specialist Liquid Handling and Lab Robotics
Metrohm International Headquarters, Herisau, Switzerland

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Risse

Heike Risse

Head of Competence Center Liquid Handling and Lab Robotics
Metrohm International Headquarters, Herisau, Switzerland

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