Un dispensador de medios o un dispensador de medios de cultivo es un dispositivo para suministrar repetidamente pequeños volúmenes fijos (normalmente entre 1 ml y 50 ml) de líquido, como un medio de crecimiento de laboratorio como agar fundido o disolventes cáusticos o volátiles como tolueno en una serie de receptáculos ( placas de Petri , tubos de ensayo , matraces Fernbach , etc.). A menudo es importante que estos dispensadores funcionen sin contaminación biológica o química, por lo que deben estar sellados internamente del medio ambiente y diseñados para una fácil limpieza y esterilización antes de su uso. Como mínimo, un dispensador de medios consta de algún tipo de bomba conectada a un tramo de tubo de descarga o un pico. Los dispensadores utilizados en laboratorios también suelen estar conectados a microcontroladores para regular la velocidad y el volumen del medio a medida que sale de la bomba.
Los dispensadores de medios de laboratorio pueden incluir, entre otros, los siguientes: diseños de pistón flotante, bombas de jeringa , bombas peristálticas , pipetas o pipeteadores y celdas de inyección a presión . Las bombas rotodinámicas generalmente no son adecuadas para dispensar medios de laboratorio.
El tipo de pistón flotante incluye subtipos operados eléctricamente y manualmente. Ambos incluyen una válvula de retención en cada extremo del dispositivo para asegurar el flujo de fluidos en una sola dirección.
El tipo de dosificador de medios de pistón flotante eléctrico se basa en el principio de una bomba inductiva . Este diseño utiliza un pistón flotante alojado dentro de un cilindro (normalmente de acero inoxidable ferromagnético de alta calidad ) y vibra según un pulso magnético generado por una bobina de cobre dentro del cilindro y que rodea el pistón. La oscilación del pistón hacia adelante y hacia atrás en el cilindro provoca la aspiración de fluido hacia el cilindro en un extremo seguida de la expulsión por el otro extremo. [1]
Los dispensadores de medios para colocar sobre una botella son una alternativa económica a las bombas inductivas accionadas por motor. Este tipo implica un pistón sobre un émbolo que se empuja hacia abajo contra un resorte: a medida que el resorte empuja el pistón hacia su posición original, extrae el medio de un depósito que se encuentra debajo. Cuando se empuja hacia abajo nuevamente, el émbolo infunde el medio a través de la punta del dispensador. Al igual que el modelo eléctrico mencionado anteriormente, el dispensador para colocar sobre una botella no tiene juntas ni sellos. A diferencia del modelo anterior, este no requiere electricidad . Sin embargo, está limitado en la cantidad total de medio que puede dispensar antes de que sea necesario rellenar la botella de origen, lo que lo hace conveniente para aplicaciones pequeñas pero no tanto para aplicaciones más grandes. También son más difíciles de calibrar que las pipetas. [2]
Un dispensador que es capaz de dispensar sólidos como polvos, resinas, microperlas, perlas, etc. Utiliza una placa de metal que contiene agujeros para contener una cantidad específica de material sólido que se va a dispensar. Después de que los agujeros se llenan con "polvo", se tira de un deslizador que abre los agujeros, también llamado "método de caída", dejando que el polvo caiga en un tubo, pocillo o microplaca. Como este dispositivo es muy preciso, se usa ampliamente en laboratorios y en la industria farmacéutica.
Una bomba de jeringa consta de una o más jeringas que se han llenado previamente y se han cargado en un dispositivo mecanizado que contiene un tornillo de avance impulsado por motor que empujará el émbolo alternativo de la(s) jeringa(s) a distancias específicas a intervalos específicos. Estos dispositivos son capaces de una precisión extremadamente alta y no tienen pulsos (es decir, el fluido se dispensa en un flujo continuo en lugar de con las pulsaciones de las bombas peristálticas o inductivas), pero están limitados en volumen al volumen total de la(s) jeringa(s) conectada(s) y, una vez que se vacían, la(s) jeringa(s) requerirán ser rellenadas antes de ser utilizadas nuevamente, lo que hace que su uso sea aún más limitado que el de los dispensadores de tapa de botella. También se encuentran entre los tipos de dispensadores de medios más caros actualmente en el mercado. Los medios comunes de las bombas de jeringa son ácidos, productos químicos, refrigerantes, fluidos combustibles, agentes corrosivos, gasolina o combustible diésel, gas no líquido o aire, agua subterránea, materiales peligrosos, fluidos de alta viscosidad, metal líquido, aceites, agua potable, agua salada, adhesivos y medios de alta temperatura.
Los tipos de bomba de jeringa de presión pueden variar según la empresa:
A pesar de sus inconvenientes, las bombas peristálticas han sido hasta ahora el estándar de la industria para dispensar grandes volúmenes de medios de laboratorio: son capaces de dispensar fluido de forma continua desde un depósito a cualquier número de receptáculos, se pueden utilizar para fluidos gruesos, espesos o arenosos, así como fluidos finos de flujo libre, y a diferencia de muchos de los otros tipos de dispensadores, el único contacto que tiene el fluido bombeado durante la entrega es con el tubo en el que se transporta: nunca hay contacto con un pistón, émbolo o diafragma interno, lo que garantiza los más altos grados de esterilidad y evita prácticamente cualquier contaminación química cruzada. Sin embargo, su funcionalidad está limitada a la vida útil flexible de este tubo que debe poder soportar cientos de miles de compresiones sin perder integridad; su suministro de fluido es pulsado; la variación en la flexibilidad del tubo significa que se encuentran entre las formas menos precisas de dispensador; Los tubos de una bomba peristáltica pueden romperse inesperadamente; muchas bombas incluyen protección para ayudar a contener los fluidos rotos, pero una ruptura puede arruinar un procedimiento de laboratorio cuidadosamente cronometrado y/o dañar el funcionamiento interno de la bomba en sí; pocos otros tipos de bombas dependen más de un microprocesador o son más inútiles en caso de falla mecánica; junto con las bombas de jeringa constituyen los dispensadores más caros del mercado. [4]
Una pipeta consiste en una punta tubular larga y delgada conectada a un cilindro hueco que contiene un émbolo. Las pipetas son el tipo de dispensador de medios más simple, más pequeño y, en sus formas básicas, el menos costoso, y también no tienen pulsos. Sin embargo, solo pueden transportar de manera efectiva uno o dos llenados a la vez y, a menos que se llenen desde atrás, la punta del tubo debe reinsertarse constantemente en el recipiente de origen para volver a llenarse, lo que crea una oportunidad repetida de contaminación . También requieren que el usuario haga más trabajo que cualquier otro tipo de dispensador, tanto en términos de tiempo para llenar un receptáculo como de energía necesaria para asegurarse de que cada llenado sea preciso y exacto (los modelos de pipetas digitales pueden funcionar más rápido y requerir menos trabajo por llenado del usuario que los manuales, aunque estos están sujetos a la disponibilidad de electricidad y la posibilidad de falla mecánica). En el lado positivo, la pipeta simple tiene pocas partes móviles, rara vez o nunca se rompe y es capaz de mover medios espesos o delgados, incluidos los que contienen abrasivos , con relativa facilidad.
Un dosificador de celdas de inyección a presión es capaz de administrar solo las cantidades más pequeñas de medios no viscosos extremadamente puros , aunque lo hace con el más alto grado de precisión. Las celdas de este dosificador, que suelen tener una capacidad de entre 0,5 ml y 2 ml, deben llenarse individualmente mediante una centrífuga antes de insertarlas en el dosificador. Una vez cargadas, la cantidad de fluido dispensado dependerá de la presión de un gas inerte, como helio o nitrógeno, liberado de un tanque y empujado contra las celdas a presiones de hasta 8500 libras por pulgada cuadrada (59 MPa). La celda de inyección a presión se considera un tipo de bomba "dinámica" en lugar de un tipo de "desplazamiento", porque logra el movimiento de líquidos ejerciendo fuerza sobre ellos directamente sin partes móviles.