介紹

在現代科學研究和實驗分析中，樣本採集室是確保數據可靠性的第一步。而在此過程中，作為樣品儲存和運輸的關鍵載體，樣品採集瓶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。

樣品採集瓶在許多領域都有廣泛應用。針對具有不同理化性質、分析需求和儲存條件的不同樣品，根據材料、結構、添加劑和密封方式，對不同類型的樣品瓶進行了仔細區分。

樣本採集瓶的基本分類

不同類型的樣本在採集和儲存過程中對樣本收集管的要求各不相同。因此，了解樣本收集管的基本分類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，樣品管可以根據材質、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：玻璃與塑料

• 玻璃樣品管通常採用高硼矽酸鹽玻璃製成，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環境。尤其是在高精度分析或易吸附化合物的收集中，玻璃樣品瓶能有效避免樣品降解或污染。
• 塑膠樣本採集瓶常用材料包括聚丙烯、聚乙烯、聚碳酸酯等。它們具有更強的抗衝擊性和更輕的重量，適用於低溫冷凍、生物樣本採集和常規臨床檢測。一些高端塑膠小瓶還具有一定的耐化學腐蝕性。

2. 依密封方式分類：螺紋式、卡口式、壓蓋式

• 螺紋式最常見的類型，易於開啟和密封，適用於大多數實驗室的通用需求。螺紋接口蓋通常與聚四氟乙烯/矽膠墊圈配合使用，以確保密封性和化學相容性。
• 刺刀式：透過按扣快速關閉，適用於快速操作或需要頻繁開啟的場合，主要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，氣密性極佳，常用於氣相層析等對揮發性控制要求較高的實驗。適用於長期儲存和運輸，尤其廣泛應用於環境樣品檢測。

3. 依體積和形狀分類：標準型、迷你型、圓錐形等。

• 標準小瓶常用容量為 1.5 ml、2 ml 和 5 ml，適用於大多數液體樣本的採集和分析。形狀多為圓柱形，方便自動化設備抓取。
• 微型試管體積為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。
• 錐形底小瓶小瓶底部設計成錐形，方便樣本濃縮、離心操作和無殘留抽吸，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採樣設備，而圓底更適合手動操作或渦旋混合場景。

在生物樣本（例如血液樣本）中的應用

血液作為最常見、最基礎的生物樣本之一，廣泛應用於臨床診斷、基因檢測、蛋白質體學研究等許多領域。由於其成分複雜、生物活性強，對血液採集容器的要求尤為嚴格。不同用途的樣本採集瓶在添加劑、材料和結構設計等方面均有差異，直接影響樣本品質和後續分析的準確性。

1. 使用環境和目的

• 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。
• 分子生物學研究例如 RNA-seq、全基因組定序 (WGS)、qPCR 等，這些技術對核酸完整性和樣本保存條件有更高的要求。
• 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. 常用樣品採集瓶類型和配置

• 內含抗凝血劑小瓶EDTA管廣泛用於血液學檢測和核酸萃取，可有效抑制凝血過程並保護細胞形態；肝素管適用於血漿分析，也適用於某些化學檢測（如血液氣體分析），但會幹擾某些PCR反應；檸檬酸鈉管主要用於凝血功能檢測。
• 無添加劑的純血液採集管：用於血清檢測，如補血、腎功能、免疫學檢測等。血液自然凝固後，以離心分離血清，以避免化學添加劑幹擾實驗反應。
• 冷凍保存的專用小瓶採用高強度PP材質製成，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. 注意

• 材料對樣品穩定性的影響塑膠小瓶可能會吸附蛋白質或核酸，因此需要使用低吸附材料或進行表面處理。玻璃小瓶穩定性好，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做出判斷。
• 標籤和追溯系統的重要性實驗過程中，由於標示不清晰、資訊不完整等問題，樣本容易混淆，嚴重影響數據的可靠性。建議在樣品管理全過程中使用雷射列印標籤、耐冷凍標籤或電子追蹤系統（如RFID、條碼）。

血液樣本的保存和處理對實驗結果起著決定性作用，合適的樣本採集管不僅能最大限度地保持樣本的活性和完整性，也是高品質研究的先決條件。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也日益趨於標準化和精細化。

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，更是與儀器在分析過程中高度協同作用的組成部分。尤其是在液相層析、氣相層析等高精度檢測技術中，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

• 高效液相層析進樣瓶為防止樣品溶液與樣品瓶壁反應或吸附，樣品瓶必須具備優異的化學穩定性。通常使用帶有聚四氟乙烯/矽膠密封圈的2毫升螺旋蓋玻璃瓶，這種玻璃瓶耐有機溶劑，且密封性良好。對於光敏感樣品，可使用棕色玻璃瓶。
• 氣相層析進樣瓶由於 GC 分析高度依賴樣品的揮發性，因此樣品瓶需要密封嚴實，通常採用帶壓力蓋的玻璃瓶；此外，為了防止揮發性成分的損失，通常使用預先沖孔的墊圈與鋁蓋一起密封。
• 小樣本量應用對於高通量篩選和微量成分檢測，可以使用 0.3 ml-0.5 ml 微型小瓶和插管來最大限度地減少樣品損失。

2. 自動採樣系統尺寸和相容性要求

現代實驗室通常使用自動進樣器來提高檢測效率和一致性，並提出了樣品瓶規格和形狀的統一標準：

• 通用規格：2ml 標準口徑（外徑 12mm * 高度 32mm）是主要流通型號，廣泛相容於多品牌自動進樣系統。
• 小瓶外觀要求瓶口必須平整，瓶身必須耐機械摩擦，以確保機械手臂夾緊的穩定性。
• 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）才能與小瓶托盤相符。

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樣品瓶：

• 惰性硼矽酸鹽玻璃由於其具有很高的耐化學性和潔淨性，可避免與樣品中的微量成分發生反應或吸附，因此是 HPLC/GC 的首選樣品瓶材料。
• 聚四氟乙烯墊圈蓋具有高耐溶劑腐蝕性、可重複穿刺性，適用於自動取樣針操作，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，以減少極性分子的吸附，常用於微量分析。

透過選擇合適的材料、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，還有助於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流程中，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。

環境樣品採集中樣品瓶的選擇

環境樣本採集涵蓋多種介質，例如水、土壤和大氣，這些樣本成分複雜，且可能處於極端條件下（例如，強腐蝕性、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監管要求，選擇合適的樣品瓶至關重要。

1. 應用場景

• 水樣：常用於檢測寶口地表水、地下水、工業廢水等中的重金屬、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。
• 空氣中粒狀物收集液：用於從濾膜或氣泡吸收液中洗脫的顆粒樣本。

2. 樣品瓶的關鍵要求

• 強力密封避免樣本在運輸或儲存過程中發生揮發、洩漏或吸濕，這對於 VOC 檢測尤其重要。
• 良好的耐腐蝕性樣品可能含有強酸、強鹼或有機溶劑，因此需要使用高硼矽酸鹽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，有些分析則需要使用矽烷化或預洗的瓶子。
• 遵守抽樣規定各種類型的環境監測計畫通常以國家或國際標準為指導，例如美國環保署的標準、中國的地表水環境品質標準等，並且必須選擇合適的樣品瓶以滿足其採樣要求。

樣品瓶選擇不當可能導致目標物質降解、污染物吸附、空白值偏差等問題，進而影響測試結果的準確性，甚至導致數據無效。因此，環境監測中樣品瓶的科學合理選擇不僅關係到分析質量，也關係到合規性和科學的環境決策。

樣品瓶選擇指南：如何根據樣品類型和分析需求進行選擇

面對種類繁多的樣品收集瓶，如何在實際工作中做出高效、科學的選擇是實驗人員普遍面臨的問題。

1. 樣品特性決定了初步材料的結構選擇

• 樣品本身的性質如果樣品揮發性極強，建議使用密封性良好的玻璃瓶，並配備聚四氟乙烯（PTFE）墊圈，以最大程度地減少成分損失。對於強腐蝕性樣品，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、氟化塑膠等特殊材料製成的瓶子。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、經無菌處理的樣品瓶，並優先選擇低吸附性或惰性材料，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自動進樣系統需確保所使用樣品瓶的尺寸、瓶口精度、密封圈厚度等均符合儀器製造商的標準規範。通常使用標準的2毫升螺旋蓋玻璃瓶，以確保注射針穩定拔出，避免針頭阻塞或洩漏。對於手動進樣或分液，則優選使用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的材質和密封結構的選擇。大多數玻璃或聚丙烯樣品瓶適用於一般短時間冷藏的樣品。若樣品需要在低溫（-20℃或-80℃）下儲存，則應使用耐低溫聚丙烯（PP）材質的專用冷凍管，並配備防漏O型環密封結構。如果樣品需要在液態氮中長期儲存，則必須使用液態氮級樣品瓶，並使用內螺紋蓋或加固蓋進行密封，以防止樣品瓶凍裂。此外，對於光敏感材料，還應使用棕色或不透明的樣品瓶，或配備避光儲存裝置。
• 成本與實驗規模的平衡對於高通量實驗或教學實驗室，可以選擇價格適中的塑膠樣品瓶以降低成本。對於精密分析或高價值樣品處理，則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，也能確保數據準確性。此外，在建造樣品庫或管理長期專案時，應優先選擇條碼標記、耐冷凍、防污染的高標準樣品瓶，以提高樣品追蹤和資料管理效率。

綜上所述，樣品瓶雖小，卻是連結實驗設計、樣品品質和分析結果的重要環節。透過系統性地考慮樣本特性、實驗設備、儲存方法和預算規模，實驗研究者可以更科學地選擇最合適的樣本收集瓶，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，樣本採集瓶也朝著兼顧趣味性和環保性的方向發展。

一方面，高通量實驗室對樣品處理速度和密度的要求越來越高，促使樣品瓶逐漸朝向小型化和模組化方向發展。微型樣品瓶正成為主流，與自動化系統搭配使用時，不僅能節省空間和試劑，還能提高操作效率，滿足現代實驗對速度和精度的需求。

另一方面，環保材料的研究與開發也成為業界的關注焦點。為了減少一次性塑膠對環境造成的負擔，越來越多的試劑瓶採用可生物降解或生物基材料。同時，包裝和生產過程也趨於簡化和綠色化，符合永續實驗室建設的趨勢。

未來，小瓶不僅是耗材，還將成為實驗室智慧化和永續發展的關鍵組成部分。