介紹

在現代科學研究和實驗分析中，樣品採集室是確保資料可靠性的第一步。而在此過程中，樣品採集瓶作為樣品儲存和運輸的關鍵載體，它的選擇和使用直接關係到樣品的完整性和穩定性以及後續分析的準確性。

樣本採集瓶廣泛應用於許多領域. 不同類型的樣品瓶在材質、結構、添加劑和封蓋方面都有所區分，適用於具有不同物理化學性質、分析需求和儲存條件的不同樣品。

採樣瓶的基本分類

不同類型的樣品在採集和儲存過程中對樣品管的要求有所不同。因此，了解樣品管的基本分類將有助於實驗人員根據實際需求做出最合適的選擇。整體而言，樣品管可依材質、密封方式以及溶劑和結構形態等尺寸進行分類。

1. 依材質分類：玻璃 vs. 塑料

• 玻璃樣品管：通常由高硼矽玻璃製成，具有良好的化學惰性和熱穩定性，適用於大多數有機溶劑和高溫處理場景。尤其是在高精度分析或易吸附化合物的採集中，玻璃樣品瓶可以有效避免樣品降解或污染。
• 塑膠樣本採集瓶：常見材質包括聚丙烯、聚乙烯、聚碳酸酯等。它們更耐衝擊且重量輕，適用於低溫冷凍、生物樣本採集和常規臨床檢測。一些高階塑膠瓶還能抵抗一定程度的化學腐蝕。

2.依密封方式分類：螺絲式、卡口式、壓蓋式

• 旋入式：最常見的類型，易於開啟和密封，適用於大多數實驗室需求。螺旋蓋通常搭配PTFE/矽膠墊圈，以確保密封性和化學相容性。
• 刺刀式：按扣快速關閉，適合快速操作或需要頻繁開啟的場合，多用於自動化平台或某些標準化測試流程。
• 腺體類型：採用金屬蓋和壓蓋密封，氣密性最高，常用於氣相層析等對揮發性控制要求較高的實驗。適合長期儲存和運輸，尤其廣泛應用於環境樣品檢測。

3.依容積及形狀分類：標準型、微型、錐底型等。

• 標準小瓶：常見容積有1.5ml、2ml、5ml，適用於大多數液體樣本的採集與分析。形狀多為圓柱形，易於自動化設備抓取。
• 迷你小瓶：體積為0.2ml-0.5ml，常用於極小樣本量或高通量實驗設計。適用於微量取樣系統。
• 錐底小瓶：瓶底設計為錐形，方便樣本濃縮、離心操作及無殘留吸出，常用於蛋白質/核酸萃取實驗。
• 平底/圓底小瓶：平底適用於自動進樣設備，圓底更適合手動操作或渦旋混合場景。

生物樣本中的應用（以血液樣本為例）

血液作為最常見、最基本的生物樣本之一，廣泛應用於臨床診斷、基因檢測、蛋白質體學研究等各領域。由於其成分複雜、生物活性強，對採集容器的要求尤為嚴格。不同用途的樣本採集管在添加劑、材質和結構設計方面存在差異，直接影響樣本的品質和後續分析的準確性。

1. 使用環境及目的

• 臨床醫學檢測：用於常規血液、生化、電解質、荷爾蒙水平檢測等，需要快速、高效，避免溶血和污染。
• 分子生物學研究：如RNA-seq、全基因組定序（WGS）、qPCR等，對核酸完整性和樣本保存條件有較高的要求。
• 蛋白質和代謝組學分析：關注蛋白酶活性抑制、溶劑相容性、反覆凍融後的穩定性。

2. 常見樣品採集瓶類型與配置

• 含有抗凝血劑的小瓶：EDTA管廣泛應用於血液學檢測、核酸萃取等，能有效抑制凝血過程，保護細胞形態；肝素管適用於血漿分析，適合某些化學檢測（如血液氣體分析），但會幹擾某些PCR反應；而檸檬酸鈉管多用於凝血功能檢測。
• 無添加劑純採血管：用於血清檢測，如趕工、腎功能、免疫檢查等。血液自然凝固後，以離心分離血清，避免化學添加物幹擾實驗反應。
• 冷凍保存專用小瓶：採用高強度PP材質，可耐受超低溫（-80℃至液態氮環境）。常用於血漿、血清、細胞組成等的長期保存，廣泛應用於生物樣本庫及長期追蹤研究。

3. 警告

• 材料對樣品穩定性的影響：塑膠樣品瓶可能吸附蛋白質或核酸，需要使用低吸附材料或進行表面處理。玻璃樣品瓶性能穩定，但並非適用於所有冷凍條件。實驗室技術人員需要根據樣品性質和實驗需求進行判斷。
• 標籤和可追溯系統的重要性：實驗過程中，樣品容易因標籤、資訊不全等問題造成混淆，嚴重影響數據的可靠性。建議採用雷射列印標籤、凍存耐久貼紙或電子追蹤系統（如RFID、條碼）對樣品進行全程管理。

血液樣本的保存和處理對實驗結果起著決定性的作用，合適的樣本採集管不僅能最大程度地保存樣本的活性和完整性，也是進行高品質研究的前提。隨著精準醫療和高通量技術的發展，對生物樣本採集管的需求日益精細化和精細化。

化學分析和實驗室樣品

在分析化學、藥物研發、食品安全檢測等實驗室工作中，樣本採集瓶不僅是儲存容器，更是與儀器協同作用的分析過程組成部分。尤其是在液相層析、氣相層析等高精度測試技術中，樣品瓶的選擇直接關係到分析的重現性和準確性，以及儀器的穩定運作。

1. 樣品瓶在液相層析和氣相層析分析的應用

• HPLC 瓶：需要優異的化學穩定性，以防止樣品溶液反應或吸附在瓶壁上。通常使用 2 毫升旋蓋玻璃瓶，瓶蓋配有 PTFE/矽膠墊圈，可耐受有機溶劑並保持緊密密封。對於感光樣品，可使用棕色瓶。
• 氣相層析瓶：由於GC分析高度依賴樣品的揮發性，因此樣品瓶需要嚴格密封，常採用帶壓力蓋的玻璃瓶；另外，為防止揮發性成分的損失，常採用預衝墊片與鋁蓋一起密封。
• 樣本量較小的應用：對於高通量篩選和微量成分檢測，可將 0.3 ml-0.5 ml 微量瓶與套管一起使用，以最大限度地減少樣品損失。

2. 自動進樣系統尺寸和相容性要求

現代實驗室普遍採用自動進樣器來提高檢測效率和一致性，並對樣品瓶規格和形狀提出了統一的標準：

• 通用規格：2ml標準口徑（外徑12mm*高32mm）為主要流通型號，廣泛相容多品牌自動進樣系統。
• 西林瓶外觀要求：瓶口需平整，瓶身需耐機械摩擦，確保機械手臂夾持穩定性。
• 專用托盤適配：某些品牌的系統需要特定的底部結構（平底、圓底或有凹槽）來適應小瓶托盤。

3.特殊材料與功能設計

為了確保複雜樣品的分析準確性，實驗室通常使用專門設計的小瓶：

• 惰性硼矽酸鹽玻璃：由於其具有較高的耐化學性和清潔度，可避免與樣品中的微量成分反應或吸附，因此是 HPLC/GC 的首選樣品瓶材料。
• PTFE墊片蓋：耐溶劑腐蝕性能強，可重複穿刺，適合自動進樣針操作，避免樣品污染和洩漏。
• 矽烷化處理瓶：表面經過特殊塗層處理，減少極性分子的吸附，常用於微量分析。

透過選擇合適的材質、結構和規格，化學分析中的樣品瓶不僅可以提高檢測效率和儀器相容性，還能確保樣品資料的一致性和可靠性。尤其是在微量分析和自動化過程中，樣品瓶系統的合理配置已成為保證測試品質的核心細節之一。

環境樣本採集瓶的選擇

環境樣本採集涵蓋水、土壤、大氣等多種介質，樣本成分複雜，可能處於極端條件下（例如，高腐蝕性、高揮發性、微量污染物等）。為了確保採集數據的可靠性並符合法規要求，選擇合適的樣品瓶進行採集至關重要。

1. 應用場景

• 水樣：寶口地表水、地下水、工業廢水等，常用於檢測重金屬、有機污染物、營養鹽等。
• 土壤萃取物：經化學萃取所得的液體樣品，含有農藥殘留、重金屬或有機化合物。
• 空氣顆粒收集液：用於從濾膜或氣泡吸收液中洗脫的顆粒樣本。

2. 採樣瓶的關鍵要求

• 密封性強：避免樣本在運送或儲存過程中揮發、洩漏或吸濕，對於VOC檢測尤為重要。
• 耐腐蝕性能好：樣品中可能含有強酸、強鹼或有機溶劑，需要使用高硼矽玻璃或特殊塑膠製成的瓶子。
• 惰性設計：小瓶內壁需要避免吸附污染物或與樣品成分反應，有些分析需要使用矽烷化或預洗的瓶子。
• 遵守抽樣規定：各類環境監測項目通常以國家或國際標準為指導，例如美國環保署、中國地表水環境品質標準等，且必須選擇符合其採樣要求的樣品瓶。

選擇不當的樣品瓶可能會造成目標物質降解、污染物吸附、空白偏差等問題，影響測試結果的準確性，甚至導致數據無效。因此，在環境監測中科學合理地選擇樣品瓶，不僅關係到分析質量，也關係到環境決策的合規性和科學性。

樣品瓶選擇指南：如何根據樣品類型和分析需求進行選擇

面對種類繁多的樣本採集瓶，如何在實際工作中做出高效率、科學的選擇是實驗工作者共同面臨的問題。

1. 樣品性質決定了初始材料的結構選擇

• 樣品本身的性質如果樣品揮發性較強，則應​​優先選擇密封性良好且瓶蓋和PTFE墊圈的玻璃瓶，以最大程度地減少組分的損失。面對強腐蝕性樣品，應使用耐化學腐蝕的硼矽酸鹽玻璃瓶，或使用高密度聚乙烯、氟塑膠等特殊材質的瓶。此外，對於富含核酸、蛋白質或微生物的生物活性樣品，需要使用無酵素、無菌處理的小瓶，並優先選擇低吸附性或惰性材質的瓶，以避免樣品降解或非特異性吸附。
• 分析設備的類型和相容性：所使用的自動進樣系統，需確保所使用的樣品瓶尺寸、瓶口的精度、墊片的厚度等符合儀器製造商的標準規格。通常使用標準化的2毫升旋蓋玻璃瓶，以確保注射針頭平穩拔出，避免針頭堵塞或洩漏。對於手動進樣或分液，則優先選擇更靈活的樣品瓶類型。
• 樣品儲存條件：樣品的儲存條件直接影響樣品瓶材質和封閉結構的選擇。對於一般短時間冷藏的樣品，大多數玻璃或聚丙烯樣品瓶即可。若樣品需要低溫保存（-20℃或-80℃），應使用專用冷凍管，其材質為耐低溫PP，並配有防洩漏O型環密封結構。如果樣品在液態氮中長期保存，則必須使用專用的液態氮級樣品瓶，並使用內螺紋蓋或加強密封的瓶蓋，以防止樣品瓶凍裂。此外，對於感光材料，也應使用棕色或不透明的樣品瓶，或配備避光保存裝置。
• 成本與實驗規模的平衡：對於高通量實驗或教學實驗室，可以選擇價格實惠的塑膠樣品瓶，以降低消耗成本。對於精密分析或高價值樣品處理，應重點關注樣品瓶的清潔度、材料惰性和密封性能，即使成本略高，也能確保數據的準確性。此外，在建造樣品庫或管理長期專案時，優先選擇帶有條碼、耐冷凍、耐污染的高標準樣品瓶，以提高樣品追蹤和資料管理效率。

總而言之，樣品瓶雖小，卻是實驗設計、樣品品質和分析結果之間重要的連結。透過系統性地考慮樣本特性、實驗設備、儲存方式以及預算大小，實驗熱源可以更科學地選擇最合適的樣本採集瓶，為整個研究過程奠定堅實的基礎。

未來趨勢與創新方向

隨著科學研究自動化和綠色實驗概念的發展，樣本採集瓶也朝著時尚、環保的方向發展。

一方面，高通量實驗室對樣本處理速度和密度的要求日益提高，促使樣品瓶逐漸走向小型化、模組化。微量樣品瓶逐漸成為主流，與自動化系統搭配使用，不僅節省空間和試劑，還能提高操作效率，並適應現代實驗對速度和精度的要求。

另一方面，環保材料的研發也成為業界關注的焦點。為了減少一次性塑膠帶來的環境負擔，越來越多的樣品瓶採用可生物降解或生物基材料。同時，包裝和生產流程也趨向簡化和綠色環保，符合永續實驗室建設的趨勢。

未來，樣品瓶不僅是消耗品，更是實驗室智慧化、永續發展的關鍵一環。