Material volumétrico en el laboratorio clínico

El material volumétrico en el laboratorio clínico y biomédico se utiliza, como su propio nombre indica, para medir volúmenes. Pero su utilidad no se detiene ahí. Es un material indispensable en cualquier laboratorio que se precie. Indispensable, por ejemplo, para la resolución práctica de los problemas de disoluciones y diluciones.

A lo largo de esta entrada veremos la diferencia entre material volumétrico y no volumétrico, los materiales de construcción, los tipos de calibración, el error de paralaje en su medición y los tipos de recipientes y utensilios que se utilizan como material volumétrico en el laboratorio.

Material volumétrico y no volumétrico

El material volumétrico es aquel cuya finalidad es la de medir volúmenes, contenerlos y transferirlos. En cambio, el material no volumétrico es aquel cuyo propósito es distinto al de medir volúmenes. Las escalas del material no volumétrico no están ajustadas de forma exacta, solo sirven de referencia.

El material volumétrico es muy importante para el trabajo de un Laboratorio Clínico y Biomédico. Sin embargo, el material no volumétrico también es esencial para el correcto funcionamiento del laboratorio. Basta con echar un vistazo al material catalogado como volumétrico y no volumétrico para comprobar su importancia.

  • Material volumétrico en el laboratorio clínico y biomédico
    • Pipetas
    • Matraces
    • Probetas
    • Buretas
    • Dispensadores

  • Material no volumétrico en el laboratorio clínico y biomédico
    • Tubos de ensayo y de centrífuga
    • Vasos de precipitado
    • Matraces Erlenmeyer
    • Pipetas Pasteur
    • Otros: Copas graduadas, embudos, prepipeteros, cubetas, cristalizadores, desecadores, frascos lavadores, frascos, cuentagotas, vidrios de reloj… etc.

Material volumétrico en el laboratorio clínico

Construcción del material volumétrico en el laboratorio clínico

El vidrio y el plástico predominan en la construcción de los materiales volumétricos y no volumétricos del laboratorio. Ambos materiales presentan sus ventajas y sus inconvenientes. El vidrio es más caro pero presenta mayor estabilidad y una resistencia térmica óptima. El plástico, por ende, es más económico, ideal para materiales desechables, apropiado para contener soluciones alcalinas y para contener líquidos que atacan al vidrio como el ácido fluorhídrico (HF).

Entre los materiales plásticos más usados en material volumétrico está el PP (Polipropileno). Este polímero termoplástico es muy utilizado en los laboratorios debido a su resistencia a ácidos y álcalis. Los fabricantes de material volumétrico que ofertan este material aseguran que es autoclavable a 121ºC. Otro material plástico utilizado es el PMP (Polimetilpenteno), otro polímero termoplástico más ligero con prestaciones parecidas al PP.

Otro plástico utilizado es el PFA o “Teflón PFA“, también termo-resistente. Debido a su pureza se utiliza especialmente para análisis de trazas.

Material volumétrico en el laboratorio clínicoMatraz de vidrio

En cuanto al vidrio, el vidrio de soda (AR-GLAS) se sigue utilizando, pese a que el más utilizado sea el vidrio de borosilicato (PIREX, KIMAX). Otro vidrio utilizado en material volumétrico es el vidrio de aluminosilicato (COREX). El vidrio de aluminosilicato posee como principal ventaja una mayor resistencia mecánica.

Clases de exactitud del material volumétrico en el laboratorio clínico

El material volumétrico puede ser calificado de dos formas distintas según la exactitud que presenten.

  • Clase A/AS: Los aparatos volumétricos de la clase A y AS tienen límites de error idénticos. Esto quiere decir que las tolerancias del volumen están dentro de los límites fijados por las normas DIN e ISO. Generalmente, estos límites son alcanzados sólo por aparatos volumétricos de vidrio. Pero existen fabricantes que han logrado material volumétrico de esta clase utilizando plástico PFA o PMP. La “S” añadida significa vaciado rápido para pipetas y buretas.
  • Clase B: Los límites fijados para esta clase son el doble que los fijados para la clase A. Es decir, los límites de error son más amplios. El material volumétrico de la clase B está disponible tanto en vidrio como en plástico

Calibración del material volumétrico

El material volumétrico está calibrado para ser utilizado de una forma determinada y a una temperatura estándar. Dicha temperatura es normalmente 20ºC. Conviene tener siempre en cuenta que también los líquidos sufren dilataciones apreciables con la temperatura.

Podemos encontrar material volumétrico con dos tipos de calibración:

  • Material volumétrico calibrado para verter (TD, vert, ex): Llevan como indicador “TD“, “vert” o “ex“. Las pipetas y buretas deben venir marcadas con dicho indicador. En este material la cantidad del líquido que se vierte se corresponde con exactitud con el volumen indicado. La cantidad del líquido adherido a las paredes del vidrio o del plástico, debido a la humectación, ha sido tenido en cuenta a la hora de realizar la calibración.
  • Material volumétrico calibrado para contener (TC, cont, in): Llevan como indicador “TC”, “cont” o “in”. Estos indicadores son propios de matraces afortados y probetas. En este material la cantidad de líquido contenido se corresponde con exactitud con el volumen indicado.

Enrase del material volumétrico en el laboratorio clínico

Un material graduado es capaz de contener, con lectura, determinados volúmenes de líquidos. Un ejemplo claro es una pipeta estándar de vidrio. Un material aforado cuenta con una o dos líneas de aforo garantizando tan solo una lectura precisa de volumen. Un ejemplo claro en esta vertiente sería el clásico matraz aforado de vidrio.

A la hora de utilizar material graduado o material aforado es necesario tener claro el concepto de enrasar. La línea de enrase determina la cantidad de volumen a la que queramos llegar. Si queremos llenar un matraz aforado con 100 ml de agua, tendremos que coger un matraz aforado de dicha capacidad y enrasar el volumen en la línea de aforo.

La superficie de un líquido contenido en un tubo estrecho, como el cuello de un matraz, una pipeta o una bureta, presenta una marcada curvatura denominada menisco. La base o fondo de esa curvatura, o menisco, se usa como punto de referencia para la calibración y uso del material volumétrico con la línea de enrase.

Material volumétrico en el laboratorio clínico

Si usamos material volumétrico con dos líneas de aforo tendremos que enrasar dos veces. Un primer enrase en la línea de aforo inicial (0) y un segundo enrase en la línea de aforo final (X volumen).

También hay que tener en cuenta el material volumétrico que cuente con franja de Schellbach. La franja de Schellbach es una estrecha franja azul paralela a las paredes en la zona central. Se aplican en la parte posterior del material volumétrico para mejor legibilidad. Debido a la refracción de la luz, la franja azul aparece en forma de dos puntas de flecha a la altura del menisco. La lectura se realiza a la altura del punto de contacto de las dos puntas, coincidiendo con la base del menisco.

Error de paralaje

Al leer el volumen, el ojo debe estar al mismo nivel que la superficie del líquido. Si el menisco se observa por encima se leerá un volumen menor, y si se observa por debajo se leerá un volumen mayor. A estas lecturas erroneas debidas a la incorrecta posición del observador se les denomina error de paralaje.

Material volumétrico en el laboratorio clínicoRepresentación del enrasado correcto y el error de paralaje

Pipetas

La función principal de una pipeta es el paso de un determinado volumen de un recipiente a otro. En cada pipeta viene marcada la cantidad y la temperatura a la que se dispensa dicho volumen. Existen diferentes tipos de pipetas:

  • Pipetas manuales: Son las llamadas pipetas clásicas. Necesitan prepipeteros como material auxiliar para su uso, debido a que la utilización de la boca está en desuso por seguridad, aunque aún existen pipetas “blow-out” que necesitan del soplado para verter. Dentro de esta categoría nos encontramos las pipetas graduadas y pipetas aforadas:

    • Pipetas graduadas: Disponen de una graduación que determina los volúmenes que pueden medir. Pero cuentan con una particularidad, la medida final siempre será más precisa que las medidas intermedias. Es decir, si queremos medir 2 ml con una pipeta graduada será recomendable escoger una pipeta capaz de medir 2 ml en lugar de escoger una pipeta de 5 ml de capacidad y enrasarla en la línea de los 2 ml.
    • Pipetas aforadas: A diferencia de las pipetas graduadas, estas pipetas solo pueden medir un único volumen. Además, cuentan con un ensanchamiento en la parte central de la pipeta que reduce su longitud final. Las líneas de aforo siempre las encontraremos en la zona más estrecha de la pipeta. También es común encontrarnos pipetas con doble aforo, con la particularidad de que nos obligarán a realizar un doble enrase.
  • Pipetas automáticas: También conocidas como micropipetas, debido a que manejan volúmenes más pequeños que las pipetas estándar. Existen capacidades desde pocos microlitros hasta 1 ml o 2 ml según el fabricante. Estas pipetas cuentan con un émbolo que hace las funciones de un prepipetero con tan solo pulsarlo. Pueden albergar uno o varios volúmenes y hacen uso de puntas desechables de plástico.

Material volumétrico en el laboratorio clínicoRepresentación de pipetas automáticas

Matraces

Los matraces presentan una forma característica de pera, fondo plano y cuello estrecho. Es precisamente en el cuello donde se sitúa la línea de aforo que determina la capacidad del matraz. Están calibrados principalmente para contener volúmenes de líquidos, pero existen matraces con doble aforo y cuellos graduados también para verter.

En cuanto a su forma, también existen matraces con forma trapezoidal. Éstos cuentan con un centro de gravedad más bajo y una superficie de fondo mucho mayor, haciéndolos más estables y seguros.

Probetas

Una probeta se define como un recipiente tubular graduado, utilizado para contener y verter líquidos. El pico que tiene en su parte superior facilita la labor de verter, aunque algunos fabricantes indican en sus instrucciones que el vertido debe ser ininterrumpido y que, una vez finalizado, la probeta debe mantenerse inclinada durante un determinado número de segundos adicionales.

Material volumétrico en el laboratorio clínicoRepresentación de una probeta

También existen probetas provistas de un tapón. Este tipo de probetas están destinadas para contener volúmenes determinados.

Buretas

Una bureta es un recipiente alargado, tubular, graduado y que cuenta con una llave de paso en su extremo inferior. A través de dicha llave se regula la cantidad de volumen que queremos dispensar a través de la bureta.

Son muy utilizadas en valoraciones de carácter ácido o básico. Nos permite saber con gran exactitud la cantidad de base que se ha utilizado para neutralizar un ácido, o viceversa.

Material volumétrico en el laboratorioRepresentación de Bureta. Imagen extraída de wikipedia

Según el fabricante existen diferentes versiones de buretas. Estas versiones difieren en la colocación y el tipo de llave que usen.

Dispensadores

Los dispensadores son dispositivos que se acoplan a un recipiente cargado con un líquido. Estos dispositivos cuentan con un émbolo y están calibrados, y graduados, para dispensar una cantidad de líquido definida. Existen modelos de dispensadores capaces de dosificar diferentes volúmenes sin cambiar de dispositivo.

Material volumétrico en el laboratorioDispensadores de la marca BRAND

La electrónica llega al material volumétrico en el laboratorio clínico

Los émbolos están siendo sustituídos progresivamente por motores eléctricos. Y las ruedecitas que permitían cambiar la capacidad, por ejemplo en una pipeta, están siendo sustituídas por pantallas electrónicas.

Existen varios fabricantes que ya ofertan pipetas y buretas electrónicas. Incluso las buretas electrónicas tienen la capacidad de convertirse en dispensadores electrónicos acoplándose a frascos de ácidos o bases para realizar las valoraciones.

La fuente de alimentación de estos dispositivos son baterías -supongo que de ión Litio- que se recargan en su suporte. El soporte a su vez debe estar conectado a la red eléctrica.

La ventaja del material electrónico frente al convencional es clara: facilidad de uso, fiabilidad, precisión, funciones y seguridad (sobre todo para nuestros pulgares). La desventaja es casi tan grande como las ventajas: un precio desorbitado.

Material volumétrico en el laboratorio clínicoPipeta electrónica de la marca Eppendorf

Una pipeta automática mecánica viene costando aproximadamente la mitad que una pipeta electrónica. Dicho de otro modo, con lo que cuesta una pipeta electrónica adquieres dos automáticas mecánicas. Obviamente esto variará según el fabricante que consultemos, ya que encontraremos diferencias de precios más o menos acusadas en función del tipo de pipeta.

En cualquier caso, la lógica incita a pensar que con los años el material volumétrico electrónico de vertido irá desplazando poco a poco al material tradicional.

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