Hệ thống vi thao tác
Máy vi thao tác là thiết bị nhằm chuyển đổi chuyển động lớn của tay người thành chuyển động tinh của một dụng cụ nhỏ được giữ trên cán của nó. Mục đích thiết bị này để giúp các nhà khoa học di chuyển những dụng cụ vô cùng nhỏ được sử dụng trong các thử nghiệm được thực hiện dưới kính hiển vi. Thậm chí một bác sĩ phẫu thuật lành nghề sẽ không có kỹ năng vận động đủ tốt để giữ những dụng cụ nhỏ này ổn định dưới một kính hiển vi phóng đại cao, và sự ổn định của những dụng cụ này dưới kính hiển vi là quan trọng tới thành công của nhiều thí nghiệm. Ví dụ, các nhà sinh học sinh sản thực hiện tiêm tinh trùng vào bào tương trứng (ICSI) bằng việc sử dụng máy vi thao tác cùng với hệ vi tiêm để thao tác với tế bào trứng và tinh trùng. Các nhà nghiên cứu điện sinh học sử dụng vi thao tác để ghi lại dữ liệu điện với micropipet từ từng tế bào sống, như neuron trong lớp não, và để thao tác các điện cực kích thích, hoặc các pipet truyền dịch hoặc ứng dụng tại chỗ hoặc các hợp chất dược liệu. Máy vi thao tác được sử dụng cho vô số các mục đích khác, bao gồm cắt mô hoặc thậm chí từng tế bào, và thử nghiệm stereotaxis.
Lựa chọn máy vi thao tác
Dưới đây là một số yếu tố cần tính tới khi lựa chọn hệ thống vi thao tác cho phòng thí nghiệm của bạn:
Chiều chuyển động và sự kiểm soát tay
Máy vi thao tác có thể được sử dụng riêng cho chuyển động theo 1 chiều, hoặc tới bốn chiều (trục). Số lượng dụng cụ mà một máy vi thao tác có thể kiểm soát đồng thời cũng khác nhau; bạn cần dựa vào nhu cầu thực tế để đưa ra lựa chọn. Các model mà giữ một dụng cụ là phổ biến, chúng nằm trong phạm vi khả năng nền tảng máy vi thao tác. Một yếu tố khác cần chú ý là kiểu kiểm soát chuyển động tay. Một số máy vi thao tác tạo một số vòng quay lớn để tạo mỗi mặt phẳng của chuyển động, trong khi một số khác hoàn thành kiểm soát chuyển động bởi một phím điều khiển, hoặc thậm chí một kiểm soát từ xa.
Một số kiểu chuyển động chi tiết là quan trọng cần xem xét với máy vi thao tác như sau: a) Độ phân giải của chuyển động được biểu thị như micrometer trên mỗi bước, chỉ ra đơn vị nhỏ nhất của chuyển động mà máy vi thao tác tạo ra. b) Một chi tiết quan trọng khác là khoảng cách di chuyển, hoặc khoảng làm việc, thông số này có nghĩa là khoảng cách mà máy vi thao tác có thể di chuyển dụng cụ mà nó giữ. Bạn có lẽ sẽ cũng thấy sự khác nhau về tốc độ di chuyển tối đa; đây là tỷ lệ nhanh nhất ở đó thiết bị được giữ bởi máy vi thao tác có thể di chuyển. Khoảng làm việc, và tốc độ di chuyển nhanh nhất, có thể khác nhau đối với các chiều khác nhau, hoặc đối với kiểm soát tinh và thô, như được thảo luận bên dưới.
Một số máy vi thao tác được thiết kế cho sử dụng với kính hiển vi kết hợp cả chuyển động thô và chuyển động tinh trong cùng một thiết bị, cho kiểm soát các chuyển động lớn hơn và nhỏ hơn tương ứng. Việc này cho phép các nhà nghiên cứu tìm dụng cụ như micropipet trong vi trường hiển vi dưới vật kính phóng đại thấp, di chuyển micropipet tới vùng mong muốn của mẫu, hay đưa nó về trung tâm của thị trường, và sau đó chuyển sang vật kính có độ phóng đại cao. Ở đây kiểm soát chuyển động tinh là cần thiết cho các chuyển động rất nhỏ có kiểm soát như nhẹ nhàng chạm vào tế bào, hay tiêm tế bào với vật liệu nhân.
Các máy vi thao tác khác dành riêng hoặc cho chuyển động thô hoặc tinh. Ví dụ máy thao tác thủy lực (xem bên dưới) với một khoảng làm việc nhỏ kết hợp với một máy thao tác cơ học hoặc điện để giúp đưa dụng cụ đến vi trường lúc ban đầu. Sau đó thí nghiệm thực sự được thực hiện dưới vật kính có độ phóng đại cao sử dụng máy thao tác thủy lực. Để khiến nó hữu ích trong vai trò này, máy thao tác thô sẽ có một khoảng làm việc dài hơn, và tốc độ cao hơn, so với máy vi thao tác thủy lực.
Kiểu động cơ
Mặc dù chúng có cùng chung mục đích, máy vi thao tác nhìn chung có ba loại khác nhau dựa vào cơ chế truyền chuyển động của chúng: chuyển động trực tiếp (cơ học), chuyển động qua động cơ (điện), và chuyển động qua hệ thủy lực. Chuyển động cơ học, hay trực tiếp, máy vi thao tác sử dụng bánh răng để làm giảm chuyển động vĩ mô thành chuyển động tinh vi. Máy vi thao tác mà sử dụng động cơ chạy bằng điện sử dụng một hệ thống bánh răng tương tự với máy vi thao tác cơ học, nhưng chúng được điều hành bởi các mô tơ điện kiểm soát hoặc bởi nút bấm hoặc một cần điều khiển. Kiểu cuối cùng, máy vi thao tác thủy lực, cũng có thể kết hợp với các thành phần cơ học, nhưng chúng cũng dựa vào sự chuyển dộng của dung dịch. Những chuyển động của tay người được giảm mức độ khi dịch được truyền giữa các ống hoặc pít tông với đường kính nhỏ hoặc lớn.
Kiểm soát chuyển động không mong muốn
Không may thay, không có máy vi thao tác nào là hoàn hảo. Nhưng các nhà sản xuất máy vi thao tác vẫn tiếp tục phấn đấu hướng tới lý tưởng này bằng phát triển các cách tối thiểu các chuyển động không mong muốn. Một đặc điểm quan trọng của hầu hết các máy vi thao tác là kiểm soát sự trôi và chuyển động ngược lại. Đây chắc chắn là thứ bạn cần để ý nếu bạn sẽ sử dụng máy vi thao tác để giữ các dụng cụ nhỏ dưới độ phóng đại cao, và/ hoặc sử dụng các mẫu yêu cầu sự khéo léo lớn. Trôi là một chuyển động không mong muốn của dụng cụ được giữ bởi máy vi thao tác khi người vận hành không cố ý gây ra chuyển động, và nó thường giảm với các ổ khóa và lò so. Chuyển động ngược lại là chuyển động không mong muốn của dụng cụ được giữ bởi máy vi thao tác ở cuối của một chuyển động chủ đích, và nó thường được tối thiểu bởi hạn chế mức độ tự do của mỗi chiều. Sự biệt lập của máy vi thao tác khỏi bệ kính hiển vi có thể cũng giảm sự trôi. Máy vi thao tác có thệ tự đứng một mình, hoặc được gắn lên kính hiển vi.
Nếu sự trôi là mối quan tâm lớn, xem xét sử dụng máy vi thao tác thô và tinh riêng biệt như được mô tả ở trên. Máy vi thao tác cơ học thường không thích hợp cho độ phóng đại cao, khi một vòng quay sẽ gây cho dụng cụ được giữ bởi máy vi thao tác rung. Máy thủy lực được phát triển để giải quyết những vấn đề này, sử dụng hoặc dầu hoặc nước như là dịch truyền lực, đối với các ứng dụng yêu cầu sự ổn định dụng cụ được giữ bởi máy vi thao tác, như cực điện ghi điện sinh học yêu cầu micropipet gần như bất động, thủy lực sử dụng nước là tốt hơn – sự giao động nhiệt gây ra thể tích thay đổi hơn với dầu hơn là nước, cái gây ra ảnh hưởng sự trôi không mong muốn. Một nhược điểm của nước là bay hơi qua thời gian, yêu cầu bảo trì thường xuyên hơn, dù vậy các nhà nghiên cứu vẫn có thể tự thay thế nước.
Ngược lại, dầu có vẻ thích hợp hơn cho ứng dụng cần chuyển động nhanh. Ví dụ, một việc sử dụng thông thường đối với máy vi thao tác thủy lực dầu là trong ICSI, đặc biệt kết hợp với cần điều khiển. Điều này cho phép người vận hành thay đổi chiều nhanh chóng khi cố gắng bắt tinh trùng hay trứng mà nổi trên môi trường. Một nhược điểm của dầu khi làm hệ thủy lực mà nó có thể phân hủy theo thời gian, và có thể cần gửi lại nhà sản xuất để thay thế.
Một số hệ thống vi thao tác nổi bật
- Transferman 4r Eppendorf
- TrakJector Hamilton Thorn
- Narighige
- Integra 3 RI
Trên đây là một số hệ thống vi thao tác nổi bật đang được sử dụng nhiều trong các phòng nghiên cứu tế bào, và lĩnh vực y học sinh sản IVF. Các bạn cần được tư vấn về những thiết bị này hãy liên hệ với chúng tôi. Ngoài ra chúng tôi còn cung cấp nhiều thiết bị hỗ trợ sinh sản khác như: bàn khám sản, bàn khám phụ khoa, tủ ấm timelapse, tủ cấy phôi, buồng IVF Chamber… Chúng tôi rất vui khi được phục vụ quý khách hàng.
