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别再争了!移液管PK移液器,实验告诉你哪个更精确

移液管与移液器作为分析实验基本的移液工具,经常会被放在一起比较。因此两者精度孰优孰劣的话题不时就会被提起。



可惜的是,众多讨论中许多流传广泛的观点存在着基本定义不清晰的情况,以至我们担忧许多不明就里的旁观者可能由于这些原因而产生理解偏差,甚至可能影响到实际的实验工作的严谨性。




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为此,不得不将此话题重新提起,希望能给与分析实验工作者一个有效的参考。

移液管与移液器的精确度比较

在讨论这个问题之前,首先需要明确的是两个重要的定义:量程与精度

1、量程

量程指的是度量器具测量的范围。按照国家标准《GB12808-91 实验室玻璃仪器单标线吸量管》与《GB12807-91 实验室玻璃仪器分度吸量管》中的规定,单标线吸量管(或称单标线移液管或者胖肚移液管)的标称容量范围从1 ml- 100 ml,分度吸量管(或称刻度移液管)的标称容量范围从0.1 ml-50ml。


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移液器目前并无相应的GB标准,但是根据《JJG196-2006 移液器检定规程》的描述,移液器的标称容量范围从1 μl – 10000 μl。

从量程范围来看,很容易发现,移液管与移液器虽然有重叠部分,但很大程度上并不在相同的测量范围中。

当你需要移取几微升液体时,很可能没有对应的移液管能够使用,但量程小并不代表移液器具有更高的精度或者更精确,这个时候,我们需要阐明精度的定义。


2、精度 


精度指的是观测值与真值的接近程度。精度高意味着测量值离真值(通常为标称值)更近,精度低指测量值离真值更远。通常,精度又体现在两个方面:系统偏差与随机偏差。精度高意味者较小的系统偏差与较小的随机偏差,精度低意味着较大的系统偏差或者较大的随机偏差或者两者都较大。

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从精度的定义我们知道,精度是个相对的概念,因此比较移液管与移液器谁更精确时,我们首先要设定一个公平的比较条件:相同的量程


对比试验

根据《JJG 196-2006 常用玻璃量器检定规程》与《JJG 646-2006 移液器检定规程》,我们挑选了10 ml 的A级单标吸量管(或称单刻度移液管或者胖肚移液管),10 ml 的A级流出式分度吸量管(或称刻度移液管),以及10 ml 移液器,将相应的精度定义列出进行比较。

①10 ml 的A级单标吸量管,允许误差范围:±0.020 ml,相当于标称体积的0.2%
②10 ml 的A级流出式分度吸量管,允许误差范围:±0.05 ml,相当于标称体积的0.5%;
③10 ml 移液器,10000μl时容量允许误差(系统偏差)为:±0.6%,相当于±0.06 ml,重复性(随机偏差)要求≤0.2%,相当于0.02 ml。




因此初步的结论显而易见,仅就精度而言,10 ml的A级单刻度移液管优于同标称量程同级刻度移液管与移液器,同标称量程的A级刻度移液管精度约等于移液器。如果你将同标称量程的移液管与移液器按照相应标准都比较一下,大致得出的结论都是类似的,即同标称量程的A级单刻度移液管优于A级刻度移液管与移液器,A级刻度移液管精度约等于同量程移液器。




但是,刻度移液管与移液器具有可调量程,以10 ml刻度移液管和移液器为例,都可以使用从10%-100%量程段内任意可设定分度下的量程点,比如5 ml,这时,我们再比较一下5 ml量程时的精度我们又会发现什么呢?

按照《JJG 196-2006 常用玻璃量器检定规程》的规定,分度吸量管(或称刻度移液管)任意两个检定点之间的最大误差,都应满足规程规定的精度要求,即都应满足其在标称量程时的精度要求,因此在10 ml的A级流出式刻度移液管在5ml时,仍旧应该满足其标称量程10 ml时的允许误差范围,即±0.05 ml,相当于5 ml时体积的1%。

按照《JJG 646-2006 移液器检定规程》,10ml移液器在5000 μl时容量允许误差为:±0.6%,相当于±0.03 ml,重复性要求≤0.2%,相当于0.01ml。




这时,使用10ml移液器5ml量程点时的精度似乎已经优于10ml移液管5ml量程点的精度了。

再看看标称量程为5ml单刻度移液管的允许误差,为±0.015ml,相当于量程体积的0.3%,单刻度移液管仍旧优于无论是刻度移液管还是移液器5ml点的精度。




因此,可以得到的经验是,量程相同的情况下,单刻度移液管的精度一般优于刻度移液管与移液器。同量程的刻度移液管与移液器的精度相近,在使用全量程段的一部分量程时,移液器的精度可能更优。但是,必须要要注意的是,无论在使用刻度移液管还是移液器时,都推荐偏向大量程段(即标称量程段)使用。因此,当实际使用时需要移取5 ml液体时,为了确保精度,应该选择标称量程5 ml的移液管或者移液器,而不是标称量程更大的刻度移液管或者移液器的5 ml量程。




看到这里,相信大家对于移液管与移液器的精度比较已经有了较为清晰的认识。必须要指出的是,我们这里讨论的是两类产品基于标准定义的精度,是一个群体概念,并非单个移液器与单个移液管的比较。标准的含义是所有市售产品都应至少满足相应要求,因此所得经验仅仅是从两类产品整体上进行比较。如果比较单个移液管或者移液器,很有可能你能找到一支或多支优于同量程单刻度移液管精度的移液器或者刻度移液管,反之也一样。
 
我们这里的讨论仅仅参考了国内的GB标准与计量检定规程。JJG标准并未标注容量允许误差(系统偏差)与重复性两个因素的偏差综合作用的影响如何,因此本文讨论仅仅将移液器与玻璃量具计量标准中写法一致的参数“允许误差”纳入比较。关于国际标准的相关定义我们以后有机会再阐述,届时可能会再一次刷新我们的认知。



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