Système de pipettage automatisé

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Un exemple de système de pipettage automatisé qui utilise pipettes manuelles (Andrew Alliance)[1]

Un système de pipettage automatisé est généralement un dispositif qui effectue automatiquement des transferts programmés de liquide entre les groupes présélectionnés de conteneurs.

Le mot « pipettage » se réfère à l'outil manuel de laboratoire appelé « pipette » qui est couramment utilisée dans la biologie moléculaire, chimie analytique et dans les tests médicaux, pour transporter un volume de liquide mesurée. De plus, ses performances sont régies par la norme internationale ISO8655-1: 2002[2].

Les systèmes de pipettage automatisés sont également connues sous le nom Robots Liquid Handling (en), néanmoins cette dernière définition est préférée chaque fois que des modules supplémentaires sont présents (par exemple, agitateur de laboratoire), tandis que la première se concentre généralement sur la propriété de transfert de liquide. L'un des principaux avantages de ces dispositifs est la capacité d'améliorer la reproductibilité et la quantité des expériences par unité de temps.

Composants[modifier | modifier le code]

La grande majorité des systèmes de pipettage automatisés est composée par les suivantes unités:

Tête de pipettage[modifier | modifier le code]

Pipette manuelle munie de points (ou cône)

La tête de pipettage est le « cœur » du système : c'est l'élément (électro)mécanique qui a été conçu pour le transfert de liquide. La majorité de têtes de pipettage sont basées sur le système de pompe péristaltique, tandis que certains systèmes anthropomorphes utilisent directement les mêmes pipettes manuelles qui sont utilisées par les biologistes et chimistes. Typiquement la tête de pipettage peut être multi-canaux ou monocanal: tandis que la première a un débit plus élevé, la deuxième a une plus grande flexibilité et une meilleure reproductibilité. Le positionnement de la tête de pipettage dans les récipients source et destination doit être précis afin d'avoir un efficient transfert de liquide. Pour cette raison, la tête est placée sur un système multi-axiale automatisé qui est typiquement basé sur servomoteur ou moteurs pas à pas.

Interface utilisateur[modifier | modifier le code]

Si la tête de pipettage est le cœur du système, l'interface utilisateur est sans doute le « cerveau ». Non seulement l'interface permet la communication entre l'utilisateur et le système de pipettage automatisé, mais elle commande et contrôle en même temps le déplacement de la tête de pipettage sur les différents récipients. L'interface utilisateur est typiquement un logiciel qui est installé sur un PC ou une tablette tactile. Les interfaces les plus avancées donnent aussi la possibilité à l'utilisateur de concevoir ses propres expériences qui doivent être exécutées par le système.

Zone de travail[modifier | modifier le code]

La zone de travail est la place où la distribution de liquide a lieu, c'est-à-dire la partie du système où la tête de pipettage peut se déplacer. La zone de travail est composée par des supports qui ont d'un côté la fonctionnalité d'accueillir les récipients où les liquides sont stockés, de l'autre côté, ils permettent l' identification de la position des conteneurs. Cette identification peut être «statique» (calibration offline de la position) ou «dynamique» (par exemple via un système de vision basé sur caméra).

Poubelle[modifier | modifier le code]

La poubelle est un conteneur spécial qui a la fonction de stocker les pointes (ou cônes) jetables utilisés par le système. Elle peut également être utilisée pour jeter excès des liquides crée pendant les expériences.

Fonctionnalité[modifier | modifier le code]

Pointes (ou cônes) de pipette

Un système de pipettage automatisé obtient un volume de liquide provenant d'un récipient, appelé "source", en aspirant le liquide par succion pour le distribuer dans un autre récipient appelé "destination". Ce transfert de liquide est réalisé par la tête de pipettage installé sur le système.

De toute façon les liquides transférés ne sont pas en contact direct avec la tête de pipettage, mais ils sont tenus par des structures particulières appelées pointes (ou cônes). Les pointes peuvent être permanents ou jetable pièces coniques. Les pointes jetables en général fabriqués à partir de plastique moulé par injection (typiquement du polypropylène), ont l'avantage d'être jetées entre les transferts de liquides, donc éliminant un possible risque de contamination croisée.

Le choix de la pointe la plus appropriée dépend principalement du volume qui a été réglé sur la tête de pipettage.

Paramètres critiques[modifier | modifier le code]

La qualité du transfert de liquide est affectée par certains paramètres critiques qui caractérisent le système de pipettage automatique. Les paramètres clé sont énumérés ci-dessous :

  • exactitude ou l'erreur systématique, la différence entre le volume distribué et le volume sélectionné.
  • répétabilité ou erreur aléatoire, dispersion des volumes distribués autour de la moyenne des volumes distribués.
  • CV (coefficient de variation), qui est une mesure normalisée de la dispersion d'une distribution de probabilité.
  • vitesse du système, en effectuant le transfert de liquide.
  • portée de volume, actuellement la majorité des appareils fonctionnent entre la gamme de microlitre et millilitre.

Curiosité[modifier | modifier le code]

La première pipette manuelle a été brevetée en 1950 par G.S. Riggs[3] et le premier appareil automatique d'analyse moins de dix ans après[4].

Références[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]