Development of automatic meniscus adjustment instrument การพัฒนาเครื่องปรับระดับเมนิสคัสแบบอัตโนมัติ

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาเครื่องปรับระดับเมนิสคัสแบบอัตโนมัติ โดยได้ทำการออกแบบโครงสร้างของชุดควบคุมการปรับระดับเมนิสคัสแบบอัตโนมัติ และโปรแกรมซอฟแวร์คอมพิวเตอร์สำหรับควบคุมการทำงาน  โครงสร้างของเครื่องประกอบด้วยชุดอุปกรณ์ 3 ส่วนหลัก คือ ชุดจับปิเปตต์ที่ได้รับการออกแบบมาสำหรับการจับปิเปตต์ขนาดต่าง ๆ ตั้งแต่ 1 มิลลิลิตร ถึง 100 มิลลิลิตร สามารถควบคุมการปรับระดับ-ขึ้นลงและอัตราเร็วได้ด้วยมอเตอร์ ชุดดูดและปล่อยของเหลวให้เข้าออกปิเปตต์ด้วยมอเตอร์ (Water pump) ที่จะเชื่อมต่อกับโปรแกรมการประมวลภาพแบบ Real time และชุดจับยึดอุปกรณ์ขยายภาพแบบดิจิทัลไมโครสโคปที่เคลื่อนที่ได้ทั้งแนวแกน x, y และ z 

ส่วนโปรแกรมซอฟแวร์คอมพิวเตอร์สำหรับควบคุมการทำงานของเครื่องปรับระดับเมนิสคัสที่นักวิจัยได้ออกแบบและพัฒนาขึ้นมาเองภายใต้ชื่อ DSS Pipette calibration สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพทั้งในส่วนของการควบคุมตำแหน่งของปิเปตต์ด้วยมอเตอร์ การควบคุมการดูดปล่อยของเหลวด้วยปั๊ม การแสดงภาพบนจอคอมพิวเตอร์แบบ Real time เพื่อใช้ตรวจสอบระดับของของเหลว และการควบคุมของเหลวที่ตำแหน่ง Meniscus ให้เป็นแบบอัตโนมัติ เพื่อให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถปรับระดับ Meniscus ให้อยู่ตำแหน่งที่ถูกต้อง

ผลการทดสอบประสิทธิภาพของการใช้เครื่องปรับระดับเมนิสคัสแบบอัตโนมัติเมื่อเปรียบเทียบกับการใช้วิธีการตวงวัดแบบเดิมที่ไม่เป็นระบบอัตโนมัติ พบว่าการใช้เครื่องมือที่พัฒนาขึ้นมานี้ให้ผลการวัดปริมาตรของเครื่องแก้วชนิดปิเปตต์ที่มีความแม่นและความเที่ยงของการวัดมากขึ้น (Accuracy and precision) อีกทั้ง ยังช่วยลดความผิดพลาดที่เกิดจากทักษะความเชี่ยวชาญของผู้ปฏิบัติงาน (Human error) ในการปรับระดับเมนิสคัสให้อยู่บนระดับขีดบอกปริมาตร (Meniscus setting) ที่ผู้ปฏิบัติงานไม่สามารถปรับระดับเมนิสคัสให้อยู่ตำแหน่งขีดบอกปริมาตรได้

Development of automatic meniscus adjustment instrument

This research is aimed to develop an automatic meniscus adjustment instrument. Its structure and computer software for system controlling are designed and constructed. This designed instrument is equipped with three main parts.  Firstly, a pipet holder set is designed for holding the pipette with nominal capacities in the range of 1 ml to 100 ml. The speed and the movement in up-down direction are controlled by motor. Secondly, the set of the liquid suction and release system is the part controlled by the water pump connected to the computer programme and linked to the digital image processing system in real time. Thirdly, the microscope holder set is for holding the digital microscope device, which can move in x y and z axis directions. Our computer software, named as DSS Pipette calibration, is also specially developed to control the entire system of the automatic meniscus adjustment instrument. It efficiently works for operating activities such as the motorized adjustment of the pipette position, the pump controller for suction and release system, the presence of the real-time image processing on the computer screen to view the meniscus, and the meniscus adjustment at the graduation line.

The performance of the automatic meniscus adjustment instrument can be examined by the actual volume determination of pipettes. The results obtained from using the developed device show the better measurement accuracy and precision when compared with the result obtained from using the conventional method. This tool also plays an important role in reducing the human error from meniscus setting at the graduation line.