Дата публикации · 2026-10-26
Экономию в несколько юаней на одной упаковке наконечников для пипеток легко заметить. Но жидкость, остающаяся на дне резервуара для реагентов, капли на внутренних стенках наконечников и потери образца при переносе не всегда отражаются в закупочных расходах.
При работе с дорогостоящими материалами, такими как ферменты, антитела и реагенты для подготовки библиотек секвенирования, сами реагенты могут занимать большую долю бюджета, чем расходные материалы. При этом качество расходных материалов и особенности их использования влияют на то, насколько полно и стабильно используются эти ценные компоненты.
Если лаборатория тоже переходит в режим экономии, стоит начать с главного вопроса: какая доля закупленных реагентов действительно попадает в реакцию?
01. При приготовлении растворов сначала оцените остаток в резервуаре
При многоканальном дозировании в резервуаре ещё может оставаться жидкость, хотя некоторые наконечники уже начинают набирать воздух. Чтобы выполнить последние операции дозирования, приходится заранее готовить дополнительный объём реагента. Чем меньше рабочий объём и чем дороже реагент, тем важнее учитывать эти остатки.
В техническом исследовании многоканальных резервуаров для реагентов компания INTEGRA отмечает, что мёртвый объём зависит от материала и геометрии ёмкости, свойств жидкости, начального объёма и способа дозирования. По мере снижения уровня жидкости её распределение может становиться неравномерным, из-за чего отдельные каналы начинают захватывать воздух раньше других.
Источник [1]: INTEGRA. Measuring dead volume in INTEGRA’s multichannel reagent reservoirs. 2020. Технические материалы производителя используются для объяснения механизма образования мёртвого объёма и не являются универсальным сравнением характеристик продукции разных брендов.
Это показывает, почему при выборе резервуара для реагентов недостаточно сравнивать только вместимость и цену за единицу. Важно измерить объём, который можно стабильно отбирать в реальных рабочих условиях, учитывая количество каналов, высоту аспирации и свойства жидкости. На основании этих данных можно выбрать подходящий формат ёмкости и определить необходимый запас при приготовлении реагента.
Учёт фактического расхода и остаточного объёма помогает оптимизировать приготовление реагентов, сохраняя надёжность дозирования на завершающих этапах работы.
В данном случае под эффективным использованием понимается сокращение объёма жидкости, которую невозможно использовать. Остатки реагентов, которые уже контактировали с окружающей средой или могли быть загрязнены, нельзя возвращать в исходный флакон ради экономии.
02. При переносе образца можно потерять материалы, которые стоят гораздо дороже расходников
Растворы ферментов, содержащие глицерин, некоторые белковые растворы и другие жидкости, склонные оставлять остатки, могут образовывать плёнку на внутренних стенках наконечников после дозирования. При многократных переносах такие потери накапливаются и могут приводить к расхождению между запланированным и фактическим количеством материала, внесённого в реакцию.
Важно различать два механизма потерь. Удержание жидкости означает, что часть объёма не была полностью выдана из наконечника. Адсорбция связана с взаимодействием молекул с поверхностью материала. Поэтому наконечники с низким удержанием жидкости и пробирки с низкой способностью к связыванию компонентов образца следует оценивать отдельно, исходя из свойств конкретной жидкости и образца. Эти характеристики связаны, но не взаимозаменяемы.
Исследовательская группа с участием специалистов Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории США разработала платформу nanoPOTS, позволяющую сократить объём обработки белковых образцов до менее чем 200 нл (менее 0,2 мкл). Снижение потерь при контакте с поверхностями в сочетании с высокочувствительной масс-спектрометрией позволило проводить протеомный анализ с использованием очень небольшого количества клеток. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.
Источник [2]: Zhu Y, et al. Nanodroplet processing platform for deep and quantitative proteome profiling of 10–100 mammalian cells. Nature Communications, 2018, 9:882.
Это не означает, что обычным лабораториям необходимо воспроизводить платформу нанолитрового масштаба. Практический вывод заключается в другом: чем меньше образец, тем важнее учитывать контакт с поверхностями ёмкостей и потери при переносе. Задача состоит в том, чтобы сохранить как можно большую долю уже имеющегося материала.
В качестве первых шагов можно сократить количество ненужных замен пробирок, выбирать ёмкости в соответствии с объёмом образца и сравнивать остаточный объём, степень извлечения материала и воспроизводимость в реальных экспериментальных условиях. Дополнительные затраты оправданы только тогда, когда можно подтвердить измеримый результат.
03. Преимущества уменьшения объёма реакции необходимо подтверждать результатами
При высокой стоимости реагентов уменьшение объёма реакционной смеси выглядит привлекательным способом экономии. Однако при работе с малыми объёмами влияние погрешностей дозирования, испарения и проблем с герметизацией может возрастать. Меньший расход реагента сам по себе ещё не гарантирует реальной экономии.
Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего и сотрудничающих организаций сообщили в журнале mSystems, что применение системы акустического дозирования позволило уменьшить объём реакций подготовки ампликонных библиотек 16S рРНК с 25 до 5 мкл. Проверка на образцах рыбного микробиома подтвердила сохранение характеристик анализа микробных сообществ в исследованных условиях.
Источник [3]: Minich JJ, et al. High-Throughput Miniaturized 16S rRNA Amplicon Library Preparation Reduces Costs while Preserving Microbiome Integrity. mSystems, 2018, 3.
Такая экономия зависит от оптимизации методики, возможностей оборудования и проверки на соответствующих образцах. Перед уменьшением объёма стандартных реакций ПЦР или количественной ПЦР (qPCR) необходимо также оценить точность дозирования малых объёмов, совместимость пробирок и планшетов, герметичность уплотнения, испарение и аналитические характеристики метода.
Сначала подтвердите чувствительность и воспроизводимость, а затем рассчитывайте экономию реагентов. Необходимые отрицательные и положительные контроли, а также другие процедуры контроля качества должны сохраняться.
04. При автоматизации рассчитывайте затраты на весь рабочий процесс
Автоматизация помогает сократить объём повторяющихся ручных операций, но сама по себе покупка оборудования ещё не означает снижения затрат. Реальная экономия зависит от остатков реагентов, расхода материалов, перебоев в работе и необходимости повторного выполнения экспериментов. Одного увеличения скорости дозирования недостаточно для полной оценки.
Исследовательская группа Калифорнийского университета в Сан-Франциско сообщила в журнале PLOS ONE, что применение акустического дозирования и оптимизация рабочего процесса позволили усовершенствовать подготовку библиотек для секвенирования РНК в формате на 384 лунки. Согласно расчётам, приведённым в публикации на тот момент, стоимость материалов на один образец снизилась примерно с 43 до 8 долларов США, то есть более чем на 80%. Исследователи также оценивали характеристики метода с помощью контролей ERCC и анализа образцов.
Источник [4]: Mayday MY, et al. Miniaturization and optimization of 384-well compatible RNA sequencing library preparation. PLOS ONE, 2019, 14(1). В стоимость материалов входили реагенты, наконечники и другие расходные материалы, а не только реагенты. Указанное снижение не означает аналогичного уменьшения общих затрат с учётом инвестиций в оборудование.
Это исследование показывает, что существенная экономия может достигаться за счёт перестройки всего рабочего процесса. Однако результаты исследований с применением акустического дозирования нельзя напрямую использовать для утверждения, что конкретная модель наконечников обеспечит такое же процентное снижение расхода реагентов.
Для автоматизированных платформ, использующих наконечники для пипеток, необходимо проверять герметичность, стабильность геометрических размеров, надёжность установки и сброса наконечников, а также качество непрерывного дозирования в реальных условиях эксплуатации. Предотвращение ситуации, когда одна неисправность приводит к повторному выполнению целой серии операций с уже внесёнными реагентами, также является важной частью контроля затрат.
05. Внедряйте экономию в повседневную лабораторную практику
Устойчивая экономия не обязательно начинается с перехода на более дешёвые расходные материалы. Она может начаться с понимания того, на каких этапах возникают потери.
- Контролируйте остатки при приготовлении реагентов. Фиксируйте фактический расход и оставшийся объём, оптимизируйте выбор ёмкостей и объём приготовления.
- Оценивайте степень извлечения при переносе. Сокращайте ненужные замены пробирок, проверяйте удержание жидкости и поверхностную адсорбцию.
- Подтверждайте стабильность при уменьшении объёма реакции. Сначала проверяйте работу метода на малых объёмах, а затем рассчитывайте экономический эффект.
- Согласовывайте закупки с реальным потреблением. Выбирайте размер упаковки и объём заказа с учётом интенсивности использования и стабильности продукции, чтобы уменьшить потери из-за истечения срока годности.
- Оценивайте затраты по результатам успешно завершённых экспериментов. Учитывайте совместно стоимость реагентов, трудозатраты и расходы на повторные эксперименты.
В конечном счёте ценность наконечника для пипетки или планшета определяется тем, помогает ли он эффективнее использовать реагенты и стабильно получать качественные результаты в реальных лабораторных условиях.
Acumen Bio: подбор расходных материалов с учётом реальных лабораторных задач
Acumen Bio предлагает расходные материалы для работы с жидкостями, молекулярной биологии, культивирования клеток и других лабораторных задач. Ассортимент включает наконечники для пипеток, пробирки и планшеты для ПЦР, планшеты с глубокими лунками, центрифужные пробирки и другие лабораторные изделия. Компания также предоставляет услуги в области исследований, разработок и производства по моделям OEM/CDMO.
При решении задач по снижению затрат мы предлагаем начинать с анализа конкретного применения: какое оборудование используется, с какими жидкостями ведётся работа, каков рабочий диапазон объёмов и на каком этапе возникают потери или операционные проблемы.
На основе этой информации мы готовы совместно с заказчиками оценить подходящие решения с учётом технических характеристик продукции и результатов практических испытаний.
- Совместимость с системами дозирования: оценка герметичности, удержания жидкости и фактических характеристик дозирования.
- Совместимость пробирок и планшетов: подбор форматов и спецификаций с учётом требований к реакциям, центрифугированию и хранению.
- Планирование поставок: согласование вариантов упаковки, объёмов закупок и графиков поставок в соответствии с потребностями заказчика.
Для клиентов с особыми требованиями к конструкции, размерам или упаковке Acumen Bio может предложить индивидуальное сотрудничество, опираясь на компетенции в разработке пресс-форм, литье под давлением, автоматизации и контроле качества.
Расскажите Acumen Bio о своих лабораторных задачах — вместе мы найдём подходящие решения, которые помогут снизить затраты без ущерба для качества результатов.
Контакты
Телефон: +86 512 6530 1268
Электронная почта: INFO@ACUMENBIO.CN
Сайт: www.acumenbio.cn
Адрес: КНР, провинция Цзянсу, г. Сучжоу, Индустриальный парк Сучжоу, ул. Сяшэн, 25