1. Principios de diseño básicos y estándares técnicos de pipetas sin pirógenos
En el campo de los experimentos biológicos, cualquier ligera contaminación puede conducir a desviaciones en los resultados experimentales o incluso la falla, y la contaminación de pirógeno es un "asesino invisible". Como un dispositivo clave para resolver este problema, los principios de diseño científico y riguroso y los estándares técnicos de la pipeta sin pirógeno son cruciales.
(I) Principios de diseño de núcleo
El concepto de diseño central de la pipeta aspirante no pirogénica es minimizar la posibilidad de contacto con pirógenos y evitar que los pirógenos ingresen al sistema experimental. En términos de diseño estructural, utiliza materiales y estructuras especiales.
- En términos de selección de materiales, las pipetas sin pirógenos generalmente están hechas de polipropileno de alta pureza .
El polipropileno de alta pureza tiene una buena estabilidad química y apenas reacciona con reactivos biológicos comunes. Puede evitar la generación de pirógenos o la introducción de otras impurezas debido a la interacción entre el material y el reactivo. Al mismo tiempo, tiene una fuerte resistencia a la corrosión y puede resistir el tratamiento de una variedad de agentes de limpieza y desinfectantes para garantizar que permanezca libre de pirógenos durante el uso repetido. El vidrio de borosilicato tiene las características de alta pureza y coeficiente de baja expansión. No solo puede soportar el proceso de esterilización de alta temperatura y alta presión, sino también evitar efectivamente la adsorción y penetración de los pirógenos, asegurando la precisión y la pureza del líquido.
- En términos de diseño de estructura interna, el sistema de pistón de la pipeta libre de pirógeno es la clave.
Se utiliza un diseño de sello preciso entre el pistón y la cavidad del pistón. Esta estructura de sello puede evitar efectivamente el aire externo y los contaminantes ingresan a la pipeta, al tiempo que evita la fuga de líquido interno. Algunas pipetas sin pirógeno avanzadas también usan pistones de cerámica. El material cerámico tiene una rugosidad de la superficie extremadamente baja y una buena resistencia al desgaste, reduciendo aún más la posibilidad de residuos líquidos y adhesión de pirógeno. Además, la parte de conexión de la punta de la pipeta adopta una bayoneta única o un diseño roscado para garantizar que la punta esté bien conectada al cuerpo de la pipeta, evitando la salpicaduras o fugas de líquido durante el proceso de aspiración y descarga, evitando así el riesgo de contaminación de pirógeno.
- En términos de transmisión de potencia, las pipetas aspirantes no pirogénicas generalmente usan dos modos de transmisión: electricidad o manual.
Las pipetas eléctricas utilizan motores de precisión y dispositivos de transmisión para lograr un control preciso de la succión y descarga de líquidos, asegurando que el volumen de líquido succionado y descargado cada vez sea muy consistente. Las pipetas manuales utilizan mecanismos de primavera y pistón especialmente diseñados para permitir a los operadores controlar fácilmente y de manera estable el proceso de succión y descarga. Ya sea eléctrico o manual, el sistema de transmisión de energía está cuidadosamente diseñado para evitar los desechos y el calor generados por fricción mecánica, evitando que estos factores se conviertan en la fuente de contaminación por pirógeno.
(Ii) Normas técnicas
Para garantizar que las pipetas libres de pirógenos puedan realmente lograr un control de contaminación preciso en los experimentos biológicos, se han producido una serie de estrictos estándares técnicos.
En el proceso de fabricación, la producción de pipetas sin pirógenos debe llevarse a cabo en una sala limpia que cumpla con el estándar ISO 14644. Las salas limpias controlan estrictamente la cantidad de partículas de polvo y el contenido microbiano en el aire de acuerdo con diferentes niveles de limpieza. Por lo general, la producción de pipetas sin pirógenos debe completarse en una sala de limpieza de Clase 10000 o incluso más alta para garantizar que no se introduzcan pirógenos y otros contaminantes del exterior durante el proceso de producción. Al mismo tiempo, cada enlace en el proceso de producción, desde la adquisición, procesamiento, ensamblaje de materias primas hasta la inspección de productos terminados, debe seguir un estricto proceso de control de calidad.
En términos de pruebas de calidad del producto, las pipetas sin pirógenos deben pasar una serie de indicadores de prueba estrictos. La prueba de pirógeno es una de las más críticas. Actualmente, los métodos de prueba de pirógeno comúnmente utilizados incluyen el método de conejo y el método de reactivo de cangrejo Horseshoe. El método del conejo es inyectar una cierta cantidad de solución de muestra de prueba en el cuerpo del conejo y observar los cambios en la temperatura corporal del conejo dentro de un tiempo especificado para determinar si la muestra de prueba contiene pirógenos. El método de reactivo de cangrejo Horseshoe utiliza el principio de reacción de aglutinación entre el lisado de glóbulos de cangrejo de herradura y la endotoxina (el componente principal de los pirógenos) para determinar el contenido de los pirógenos al detectar el grado de reacción. Además de las pruebas de pirógeno, las pipetas sin pirógenos también deben someterse a pruebas de sellado y pruebas de precisión de capacidad. La prueba de sellado es juzgar su rendimiento de sellado llenando la pipeta con una cierta presión de gas y observando si hay fugas de gas; La prueba de precisión de la capacidad es medir la desviación entre el volumen real y el volumen nominal al chupar y descargar repetidamente un volumen estándar de líquido para garantizar que la precisión de la capacidad de la pipeta cumpla con los requisitos.
Además, existen estándares estrictos para el embalaje y el almacenamiento de pipetas sin pirógenos. Los productos generalmente se empaquetan en un empaque estéril de doble capa, y la capa interna es una bolsa de plástico estéril sellada y la capa externa es una caja de papel o una caja de plástico. El material de envasado debe esterilizarse y tener buenas propiedades a prueba de humedad y a prueba de polvo para garantizar que la pipeta permanezca libre de pirógenos durante el almacenamiento y el transporte. El entorno de almacenamiento requiere una temperatura entre 2 ° C y 25 ° C, una humedad relativa que no exceda el 60%, y evite la luz solar directa y el contacto con sustancias corrosivas.
2. Riesgos potenciales de contaminación de pirógeno y soluciones de pipeta
La contaminación del pirógeno es como una "bomba de tiempo" en experimentos biológicos. Una vez que ocurre, puede tener un grave impacto en los resultados experimentales, la seguridad de los medicamentos y la confiabilidad de la investigación biológica. Como una herramienta efectiva para lidiar con la contaminación por pirógeno, la pipeta sin pirógeno tiene una solución dirigida y científica.
(I) riesgos potenciales de contaminación de pirógeno
Los pirógenos son sustancias pirogénicas que pueden causar aumentos anormales en la temperatura corporal en animales de sangre caliente. Sus componentes principales son las endotoxinas bacterianas, que están ampliamente presentes en la naturaleza. En experimentos biológicos y procesos de producción biofarmacéutica, no se pueden subestimar los riesgos potenciales de contaminación de pirógeno.
Desde la perspectiva de los resultados experimentales, la contaminación de pirógeno puede conducir a datos experimentales inexactos y poco confiables. En los experimentos de cultivo celular, si el medio de cultivo está contaminado con pirógenos, el crecimiento celular y el metabolismo se verán seriamente afectados. Los pirógenos pueden cambiar la morfología, la tasa de proliferación y el nivel de expresión génica de las células, lo que hace que los resultados experimentales se desvíen de la situación real. Por ejemplo, al estudiar el efecto de un fármaco sobre la actividad celular, la contaminación del pirógeno puede causar cambios en la actividad celular en sí, lo que hace imposible juzgar con precisión el efecto del fármaco. En los experimentos de investigación y desarrollo de vacunas, la contaminación por pirógeno puede interferir con la evaluación de inmunogenicidad y seguridad de la vacuna, lo que lleva a conclusiones erróneas de investigación y desarrollo y retrasando el proceso de comercialización de la vacuna.
Para los productos biofarmacéuticos, la contaminación por pirógeno puede causar serios problemas de seguridad. Una vez que un fármaco está contaminado por los pirógenos durante el proceso de producción, los pacientes pueden experimentar reacciones adversas como fiebre, escalofríos, náuseas, vómitos e incluso reacciones potencialmente mortales después del uso. En la producción de inyecciones, infusiones y otras drogas, la contaminación por pirógeno es absolutamente intolerable. Incluso una cantidad muy pequeña de pirógenos que ingresan al sistema de circulación sanguínea humana pueden desencadenar una fuerte respuesta inmune, causando un gran dolor y riesgos a los pacientes. Por lo tanto, las compañías biofarmacéuticas deben controlar estrictamente la contaminación del pirógeno durante el proceso de producción para garantizar la seguridad y la efectividad de los medicamentos.
La contaminación por pirógeno también puede causar un desperdicio de recursos y pérdidas económicas. Una vez que se encuentra la contaminación del pirógeno durante un experimento o proceso de producción, es necesario limpiar y desinfectar completamente los equipos experimentales, reactivos, entorno, etc., e incluso puede ser necesario volver a preparar materiales y muestras experimentales, lo que indudablemente aumentará el costo y el tiempo del experimento. Para las compañías biofarmacéuticas, la contaminación por pirógeno puede causar que todo el lote de medicamentos se deseche, causando grandes pérdidas económicas y también afectando la reputación y la competitividad del mercado de la compañía.
(Ii) Solución de pipeta
Las pipetas aspirantes no pirogénicas proporcionan una serie de soluciones integrales y efectivas a los riesgos potenciales de contaminación por pirógeno.
En términos de prevenir la introducción de pirógenos, el aspirador libre de pirógeno controla la fuente. Los materiales especiales y los procesos de fabricación utilizados pueden reducir efectivamente la generación y la adsorción de pirógenos. Como se mencionó anteriormente, los materiales como el polipropileno y el vidrio de borosilicato de alta pureza no son fáciles de generar pirógenos y tienen una capacidad de adsorción extremadamente baja para los pirógenos.
- Durante el proceso de producción, el entorno de taller limpio y los procedimientos de control de calidad aseguran que la pipeta esté en estado libre de pirógenos cuando sale de la fábrica. Además, las puntas de las pipetas sin pirógeno generalmente se empaquetan y esterilizan individualmente por rayos gamma o óxido de etileno, y el empaque se abre solo cuando se usa, evitando aún más las puntas contaminadas por pirógenos durante el almacenamiento y el transporte.
- Durante la operación, el diseño de la pipeta sin pirógeno también ayuda a reducir el riesgo de contaminación por pirógeno. Su sofisticado sistema de pistón y estructura de sellado pueden evitar efectivamente el aire externo y los contaminantes entran en la pipeta. Durante el proceso de aspiración y descarga, el operador puede evitar salpicaduras y fugas líquidas controlando con precisión la fuerza de funcionamiento y la velocidad de la pipeta, evitando así la propagación de pirógenos. Algunas pipetas libres de pirógenos también están equipadas con puntas antiaerosol, lo que puede evitar efectivamente los aerosoles generados durante el proceso de aspiración y descarga contaminar el medio ambiente y otras muestras, reduciendo aún más la posibilidad de contaminación de pirógeno.
- Después de su uso, también hay procesos estandarizados correspondientes para la limpieza y esterilización de pipetas sin pirógenos. Para pipetas reutilizables sin pirógenos, deben limpiarse a tiempo después de cada uso para eliminar el líquido residual y las impurezas. El proceso de limpieza generalmente incluye pasos como enjuague con agua destilada, remojo en una solución de detergente adecuada y limpieza ultrasónica. Después de la limpieza, se requiere la esterilización de alta temperatura y alta presión u otros tratamientos de esterilización apropiados para garantizar que la pipeta permanezca libre de pirógeno antes del próximo uso. Para las pipetas libres de pirógenos desechables, deben manejarse de acuerdo con las especificaciones de bioseguridad después de su uso para evitar que se conviertan en nuevas fuentes de contaminación.
3. Escenarios de aplicación clave de pipetas sin pirógenos en el campo biomédico
El campo biomédico tiene requisitos extremadamente altos para el control preciso de la contaminación en experimentos y procesos de producción. Las pipetas sin pirógenos juegan un papel indispensable en múltiples escenarios clave de la aplicación debido a su rendimiento y ventajas únicas.
(I) I + D y producción de vacunas
- En el proceso de desarrollo de la vacuna, las pipetas sin pirógenos son herramientas importantes para garantizar la precisión y la seguridad experimentales. El desarrollo de la vacuna requiere pipeteo preciso de varias muestras biológicas, fluidos de cultivo celular, antígenos, etc. Por ejemplo, en el estadio de extracción de antígeno de la preparación de la vacuna, se necesita una pipeta libre de pirógeno para absorber y transferir soluciones con precisión que contengan antígenos para evitar los efectos de la contaminación de pirógeno en la actividad de los antígenos. Una vez que el antígeno está contaminado por los pirógenos, la inmunogenicidad de la vacuna puede reducirse y no puede estimular de manera efectiva la respuesta inmune del cuerpo, lo que afecta el efecto de desarrollo de la vacuna.
- En el proceso de producción de vacunas, la aplicación de pipetas libres de pirógenos es aún más crítica. Desde la preparación y el empaque de la vacuna hasta la inspección de calidad del producto terminado, cada paso es inseparable de la pipeta sin pirógeno. En el proceso de preparación de la vacuna, varios ingredientes activos, adyuvantes, etc. deben mezclarse en proporciones precisas. La pipeta libre de pirógeno puede garantizar que la cantidad de cada ingrediente se agregue con precisión, al tiempo que evita el impacto de la contaminación del pirógeno en la calidad de la vacuna. Cuando la vacuna está empaquetada, la pipeta libre de pirógeno puede dispensar con precisión la solución de vacuna en cada vial, asegurando que la dosis de cada botella de vacuna sea consistente y evitando la introducción de pirógenos durante el proceso de envasado. En la inspección de calidad de las vacunas, como las pruebas de pirógeno y las pruebas de esterilidad, la pipeta sin pirógeno se usa para aspirar con precisión muestras de vacunas para las pruebas para garantizar la precisión y confiabilidad de los resultados de las pruebas.
(Ii) Desarrollo de fármacos y control de calidad
En el proceso de desarrollo de fármacos, las pipetas sin pirógenos se usan ampliamente en la detección de drogas, la evaluación de eficacia y la investigación de seguridad de los medicamentos.
- En los experimentos de detección de drogas, una gran cantidad de bibliotecas compuestas deben examinarse con alto rendimiento. La pipeta libre de pirógeno puede aspirar y transferir de manera rápida y precisa soluciones compuestas, agregarlas a placas de cultivo celular u otros portadores experimentales, y realizar la detección preliminar de la actividad fármacos.
- En los experimentos de evaluación de eficacia fármacos, la pipeta libre de pirógeno se usa para preparar con precisión las soluciones de fármacos de diferentes concentraciones y administrarlas a animales o células experimentales para observar los efectos terapéuticos de los medicamentos.
- En los estudios de seguridad de los medicamentos, como las pruebas de toxicidad, las pipetas no pirógenos se usan para pipette con precisión muestras de medicamentos y muestras biológicas para pruebas y análisis relevantes para garantizar la confiabilidad de los resultados de la investigación.
En términos de control de calidad de drogas, la pipeta aspirante no pirogénica es una herramienta indispensable. Los fabricantes farmacéuticos deben realizar inspecciones de calidad estrictas sobre materias primas, productos intermedios y productos terminados durante el proceso de producción, entre los cuales la detección de pirógenos es uno de los proyectos clave. La pipeta sin pirógeno se usa para aspirar con precisión muestras de fármacos para la detección de pirógenos. Su precisión y propiedades libres de pirógenos afectan directamente la confiabilidad de los resultados de la prueba. Además, en proyectos de control de calidad, como la determinación del contenido de fármacos y la detección de impurezas, la pipeta sin pirógeno también se usa para aspirar y transferir con precisión las soluciones de medicamentos para garantizar la precisión de los resultados de las pruebas y garantizar que los medicamentos cumplan con los estándares de calidad.
(Iii) Terapia celular y medicina regenerativa
En el campo de la terapia celular y la medicina regenerativa, las pipetas libres de pirógenos son esenciales para el cultivo, el manejo y el trasplante de células.
- Durante el proceso de cultivo celular, es necesario reemplazar regularmente el medio de cultivo, agregar nutrientes y factores de crecimiento, etc. La pipeta libre de pirógenos puede absorber y transferir con precisión estas soluciones, proporcionar un buen ambiente de crecimiento para las células y evitar los efectos de la contaminación de pirógeno en el crecimiento y la actividad celular. Por ejemplo, en el cultivo de células madre, las células madre son muy sensibles al entorno de cultivo, y la contaminación de pirógeno puede causar una diferenciación anormal o la muerte de las células madre. Por lo tanto, es muy importante usar una pipeta sin pirógeno para reemplazar y agregar medio de cultivo.
- En el proceso de procesamiento y trasplante celular, las pipetas sin pirógenos también juegan un papel importante. En el proceso de separación celular, purificación y expansión, las suspensiones celulares deben ser aspiradas y transferidas con precisión. Las pipetas libres de pirógenos pueden garantizar la integridad y la actividad de las células y evitar el daño celular causado por la contaminación del pirógeno o la operación inadecuada. Durante el trasplante de células, las pipetas libres de pirógenos se usan para preparar con precisión las soluciones de trasplante de células e inyectar con precisión las células en el cuerpo del paciente para garantizar la seguridad y la efectividad del trasplante celular.
4. Procedimientos operativos y consejos de mantenimiento: asesoramiento práctico para mantener un estado libre de pirógenos
La pipeta libre de pirógeno siempre debe permanecer en su estado libre de pirógenos y desempeñar un papel en el control preciso de la contaminación. Esto no solo depende de su propio diseño y fabricación, sino que también requiere que el operador siga estrictamente las especificaciones operativas y realice trabajos de mantenimiento diarios.
(I) Especificaciones operativas
Antes de usar la pipeta sin pirógeno, el operador debe hacer preparaciones adecuadas. Asegúrese de que el entorno operativo esté limpio. La operación debe llevarse a cabo en un banco de trabajo limpio o en un gabinete de bioseguridad que cumpla con los estándares de bioseguridad para evitar que los contaminantes en el entorno externo contaminen la pipeta y las muestras experimentales. Los operadores deben usar abrigos de laboratorio limpios, guantes y máscaras para mantenerse limpios y prevenir microorganismos y pirógenos transportados por el cuerpo humano de contaminar materiales experimentales.
Al seleccionar una punta de pipeta, elija una punta no pirógena adecuada basada en los requisitos experimentales y las especificaciones de la pipeta. La punta debe ajustarse bien a la pipeta para evitar la loosidad o la fuga. Al instalar la punta, inserte la punta verticalmente en la parte de conexión de la pipeta y gire suavemente o presione para asegurarse de que la punta esté firmemente instalada. Después de la instalación, puede probarlo absorbiendo una pequeña cantidad de líquido para observar si hay alguna fuga de líquido o succión deficiente.
Durante las operaciones de aspiración y descarga, se deben seguir los métodos de funcionamiento correctos. Cuando se aspira, la punta debe insertarse lentamente en el líquido para evitar burbujas y salpicaduras de líquido causados por una rápida inserción. Luego, tire lentamente el pistón del aspirador para absorber el volumen requerido de líquido. Después de aspirar el líquido, la punta debe dejarse en la superficie del líquido durante un tiempo para permitir que el líquido ingrese completamente a la punta para evitar el volumen de aspiración inexacto debido al residuo líquido. Al descargar, la punta debe colocarse cerca de la pared interior del recipiente y el pistón debe empujarse lentamente para descargar completamente el líquido. Al mismo tiempo, se debe tener cuidado para evitar una descarga excesiva para evitar que el aire ingrese a la punta y afecte la precisión de la próxima aspiración.
Durante el experimento, evite el contacto entre la pipeta y los elementos no experimentales para evitar la contaminación cruzada. Si necesita cambiar diferentes muestras o reactivos, debe reemplazar la punta de la pipeta a tiempo para evitar la contaminación cruzada entre las muestras. Además, mantenga sus movimientos suaves y estables durante la operación para evitar daños a la pipeta o fugas de líquido debido a una vibración o colisión severa.
(Ii) Puntos de mantenimiento
Las pipetas no pirógenos reutilizables deben limpiarse rápidamente después de cada uso. Al limpiar, primero enjuague el interior y el exterior de la pipeta con agua destilada para eliminar el líquido residual y las impurezas. Luego, remoje la pipeta en una solución de detergente adecuada. El tiempo de remojo depende del grado de contaminación de la pipeta, generalmente 1-2 horas. Después de remojar, use un limpiador ultrasónico para limpiar la pipeta ultrasónicamente. La limpieza ultrasónica puede eliminar efectivamente las manchas y impurezas obstinadas. Después de la limpieza ultrasónica, enjuague la pipeta repetidamente con agua destilada para garantizar que el detergente se elimine por completo.
Después de la limpieza, la pipeta debe ser esterilizada. Los métodos de esterilización comunes incluyen esterilización de alta temperatura y alta presión y esterilización por calor seco. La esterilización de alta temperatura y alta presión es colocar la pipeta en el autoclave y esterilizarla a 121 ℃ y 103.4kPa durante 15-20 minutos. La esterilización del calor seco es colocar la pipeta en la caja de esterilización de calor seco y esterilizarla a 160 ℃ -180 ℃ durante 2-4 horas. Antes de la esterilización, asegúrese de que no haya humedad residual dentro de la pipeta para evitar la esterilización incompleta debido a la humedad residual.
Durante el almacenamiento diario, la pipeta sin pirógeno debe colocarse en un ambiente seco y limpio, lejos de la luz solar directa y el contacto con sustancias corrosivas. Si no se usa durante mucho tiempo, se recomienda desmontar la pipeta y almacenarla por separado para evitar que el pistón y la cavidad del pistón se deforman debido a la exprimización a largo plazo. Al mismo tiempo, la pipeta almacenada debe verificarse regularmente para verificar si hay daños o contaminación para garantizar que la pipeta aún mantenga un buen rendimiento y un estado sin pirógeno cuando se usa la próxima vez.
La calibración regular de la pipeta no pirógeno también es una parte importante del mantenimiento. La precisión del volumen de la pipeta cambiará con el aumento del tiempo de uso y la frecuencia, por lo que es necesario calibrar regularmente la pipeta usando pesos estándar o un calibrador de volumen. Durante el proceso de calibración, es necesario operar con precisión de acuerdo con las instrucciones de funcionamiento del instrumento de calibración, registrar los datos de calibración, ajustar o reparar la pipeta con grandes desviaciones, y garantizar que la precisión del volumen de la pipeta cumpla con los requisitos experimentales.
