福岡県保健環境研究所年報第47号，102－104，2020

資料
マイクロピペットのハンドリング時間とチップ形状が与える分注量への影響古賀敬興・平川周作
分析で使用しているマイクロピペットの信頼性を担保し、及び向上させ、分析結果の品質を高めることを目的として、マイクロピペットのハンドリング時間とチップ形状が分注量に与える影響を確認するための試験を実施した。9 分間に渡って分注量を連続的に取得したところ、分注量の変化は確認できず、今回の条件においては手の熱が与える分注量への影響は考慮する必要がないことが分かった。一方、チップ形状の違いによって、最大容量の系統誤差において 1.14 ~ 1.93% の差が見られた。マイクロピペッ
トの性能試験を行った際には使用したチップの型式を記録しておくこと、マイクロピペット使用時には使用するチップに留意することが必要であるといえる。
［キーワード：マイクロピペット、誤差］
１

はじめに

２

マイクロピペットは分析作業において欠かせない器具

試験条件及び注意事項

はかりは mettler toled XPE205DRV を使用した。分注にであり、その性能試験は分析結果のトレーサビリティを確保する上で重要な役割を果たす。分析作業におけるマイク試験方法

２・１

は精製水を用いた。

ロピペットの取扱いは、性能試験時と同一の条件で行うこ

使用する機材を熱平衡状態となるまで恒温室 (24℃)とが望ましいことは当然であるが、同一条件とすることがに置くとともに、はかりに通電し指示値が安定した後、精困難な状況も分析操作上生じうる。JIS K 0970 (2013)「ピ製水を分注し、その重量を測定した。

ストン式ピペット」 (以下“規格”という。) や ISO 8655

なお、測定に際して注意した取扱いに関する事項は以下(2002) に示さるマイクロピペットの性能試験は、天秤を用のとおりである。1. 設定値より少し大きい値にダイヤルいて分注量を評価するものであるが、3 以上の設定値につを回してから設定値に合わせる。2. 測定前に 5 回以上吸いてそれぞれ 10 回の分注操作を行うため、実際のマイク引・排出のプレリンス作業を行う。3. チップを液面に対しロピペットの使用状況と比較して長い時間操作を行うこて垂直に入れる。4. チップ先端の差し込み深さを液面かととなる。空気置換式のマイクロピペットの場合、ハンドら 1 cm 程度までとする。5. プッシュ部が完全に元の位置

リング時間が長くなれば手の熱によってピストン部が温に戻った後 2、3 秒後に静かにチップ先端を水面から離す。

められ、分注量に影響を与えるおそれがある。また、チッ6. 吸引及び排出時チップ外側に液が付着した場合は容器

プには様々な機能や形状を有するものが販売されている。の縁で拭う。

一連の分析操作の中でも各分注操作で要求されるチップ

２・２

ハンドリング時間の影響確認試験

性能は異なることがあり、その際は目的に合ったチップをハンドリング時間と分注量の関係を把握するため、プレ選択して使用する必要があるが、その形状も分注量に影響

ウェッティング後 9 分間に渡る連続的な 30 回の分注にを与えるおそれがある。これらの影響の程度を把握し、必ついてひょう量を実施した。用いたマイクロピペットは、要に応じてその影響を除去及び緩和するための処置を施

有効範囲 1 - 10 mL 3 本、0.5 - 5 mL 3 本、100 - 1000 L 3

すことは分析結果の信頼性担保の観点から重要である。

本の計 9 本であり、全て eppendorf (株) 社製 Research®

そこで、分析で使用しているマイクロピペットの信頼性plus (シングルチャンネル、空気置換式) である。チップはを担保し、及び向上させ、分析結果の品質を高めることを1 – 10 mL (165 mm, 0030 000.765, eppendorf (株) 社製)、0.1

目的として、マイクロピペットのハンドリング時間とチッ– 5 mL (120 mm, 0030 000.978, eppendorf (株) 社製)、50 –プ形状が分注量に与える影響を確認するための試験を実1,250 µL (76 mm, 0030 000.935, eppendorf (株) 社製) を用い施した。

た。設定値は有効容量範囲上限 (規格では“最大容量”と表記される。以下“最大容量”という。) とし、操作の開始から終了までの 9 分間は常にマイクロピペットを素手福岡県保健環境研究所 (〒818-0135 太宰府市大字向佐野 39)で握った状態とした。

- 102 -

２・３下“中間容量”という。)、有効容量範囲下限 (以下“最小チップ形状の影響確認試験

チップの形状と分注量の関係を把握するため、形状 (長容量”という。) とし、測定回数は n = 10 とした。

さ、径) の異なるチップを装着して分注量確認試験を行い、評価は規格の附属書Aに従い、測定した精製水の重量から体積 ( L) を算出し、系統誤差を算出した。

系統誤差を評価した。使用したマイクロピペットは，有効容量範囲 1 - 10 mL、100 - 1000 L、20 - 200 L それぞれ

系統誤差 es ( L) は、10 回の平均分注量 V ( L) と設定3 本ずつとした。チップは short チップと long チップの容量 VS ( L) を用いて以下で算出した。

2 種類を用いた。チップの詳細を表 1 に、形状を図 2 に=それぞれ示す。設定容量は、最大容量、最大容量の 1/2 (以−上記で算出した系統誤差 ( L) について、設定容量( L) 又は最大容量 ( L) に対する比 (%) を算出した。

表 1 使用したチップの詳細
チップの詳細1 - 10 mL

eppendorf 1 – 10 mL, 165 mm,

short チップ0030 000.765

1 - 10mL

eppendorf 1 – 10 mL L, 243 mm,long チップ

0030 000.781

100 - 1000 L

eppendorf 50 – 1,250 µL, 76 mm,short チップ

0030 000.935

100 - 1000 L

watson 1200 L エクストラロン

long チップ

グフィルターチップ, 124-1200S

20 - 200 L

eppendorf 2 – 200 µL, 53 mm,short チップ

0030 000.870

20 - 200 Lwatson 200 L ロングフィルター

long チップ

チップ, 1252-801CS

３のマイクロピペットについて 9 分間に渡る 30 回の分注

1.020
1.015
1.010
1.005
1.000
0.995
0.990

2

分注量 / 平均値

1.015

6810

マイクロピペット1
マイクロピペット2
マイクロピペット3(b) 0.5 - 5 mL

1.010
1.005
1.000
0.995
0.990
2

分注量 / 平均値

20 - 200 L long

20 - 200 L short

4経過時間 (min)0100 - 1000 L short

マイクロピペット1
マイクロピペット2
マイクロピペット3(a) 1 - 10 mL

01.020100 - 1000 L long

ハンドリング時間と分注量の関係

試験結果を容量ごとに図 1 に示す。図 1 は、それぞれ1 - 10 mL long1 - 10 mL short

結果及び考察３・１

分注量 / 平均値

使用したチップ

1.020
1.015
1.010
1.005
1.000
0.995
0.990

46経過時間 (min)2410マイクロピペット1マイクロピペット2マイクロピペット3(c) 100 - 1000 L

086810経過時間 (min)
図 1 分注量とハンドリング時間の関係(a) 1 - 10 mL マイクロピペット、(b) 0.5 - 5 mL マイク
図 2各チップの形状

ロピペット、(c) 100 - 1000 L マイクロピペット。点線
は規格の許容系統誤差を示す。

- 103 -

量の平均を 1 としたときの分注量の変化を示し、参考と表 2 最大容量に対する系統誤差 (平均値) の比して規格に示される許容系統誤差を点線で示す。許容系統容量誤差は 1 - 10 mL で最大容量の 0.6%、0.5 - 5 mL 及び 100- 1000 L で最大容量の 0.8% である。(a) 1 - 10 mL、(b)0.5 - 5 mL、(c) 100 - 1000 L のどのマイクロピペットにつチップ

最小中間最大形状

容量

容量

容量

short (a)

0.22%

0.00%

0.10%

long (b)0.32%-0.29%-1.03%

いても、今回の試験時間 (9 分間) では分注の精度に影響

差 (a - b)-0.10%

0.29%1.13%を与える程の分注量の変化は確認できなかった。使用した

short (a)

1.16%

1.09%

1.34%

マイクロピペットは手で握る位置と分注量に関係するピ

1 - 10 mL

100 - 1000 L

ストン部の位置が異なること、また最外層のプラスチック部とピストン部との間に空気の層があることから、ピストン部に手の熱が伝わりにくい構造になっており、今回の条件においては手の熱が与える分注量への影響は考慮する

20 - 200 L必要がないことがわかった。
３・２

long (b)0.60%-0.26%-0.59%

差 (a - b)

0.56%

1.35%

1.93%

short (a)

0.07%

0.00%

0.26%

long (b)-0.12%-0.80%-1.13%

差 (a - b)

0.19%

0.80%

1.39%

5%

チップの形状と分注量の関係

short チップ及び long チップ装着時の設定値ごとの系

4%
系統誤差 / 最大容量

統誤差 (マイクロピペット各容量 3 本の平均値) を最大容量との比で表した結果を表 2 及び図 3 に示す。shortチップ (図 3 (a) ) では各マイクロピペットにおいて最大容量、中間容量及び最小容量で同程度の系統誤差 (全データの平均値はそれぞれ 0.57%, 0.36%, 0.48% ) であったのに対して、long チップ (図 3 (b) ) ではどの容量のマイクロピペットでも最小容量で正の方向に大きく、設定値が大きくなるに従って負の方向に変化していた。また表 2 に

10 mL1000 uL
200 uL(a) short チップ

3%
2%
1%
0%
-1%

示すとおり、10 mL のマイクロピペットの最小容量を除い

ave : 0.48%

ave : 0.36%

ave : 0.57%

最小容量
ave : 0.48%

中間容量
ave : 0.36%

最大容量
ave : 0.57%-2%て long チップは short チップより分注量が少なかった。
今回検討した 3 種類の容量のマイクロピペットでは、最大容量の系統誤差においてチップ形状の違いによって5%1.13 ~ 1.93% の差が見られた。チップの形状でこのような4%、液面高さの差を h、重力加速度を g とすると、P1 = P0 - gh と表すことができる。
long チップは short チップに比べて h が大きくなるた
め P1 が小さくなり分注量が少なくなると考えられる。そのため、マイクロピペットの性能試験を行った際には使用したチップの型式を記録しておくこと、マイクロピペット

系統誤差 / 最大容量

チップ内液面高さの違いが考えられる。大気圧を P0、チッ
プ内圧力を P1、水の密度を10 mL1000 uL
200 uL(b) long チップ差が生じた要因としては、short チップと long チップの使用時には許容できる誤差を考慮した上で使用するチッ3%

ave : 0.27%

ave : -0.45%

ave : -0.92%

最小容量
ave : 0.27%

中間容量
ave : -0.45%

最大容量
ave : -0.92%

2%
1%
0%
-1%

プを選択することが必要であるといえる。さらに、各マイクロピペットで使用するチップを限定した上で性能試験及び分注操作を行うことでチップ形状の違いによる誤差-2%を除去することがきる。
図 3 チップの形状と分注量の関係(系統誤差最大容量との比)(a) short チップ、(b) long チップ- 104 -