Microbiologie : Tout savoir sur les micropipettes à coussin d’air

Dans le laboratoire de microbiologie, la micropipette, on sait comment tous l’utiliser, mais savons-nous vraiment comment elle fonctionne ?

Alors que depuis des années on appelait ça, tout simplement, “une micropipette”. En discutant avec des experts, on vient d’apprendre qu’en fait son vrai nom c’est “micropipette à coussin d’air”.

A notre décharge, “micropipette à coussin d’air” ça fait quand même un peu long à dire au labo, n’est-ce pas ?

Imaginez un peu le labo si à tout bout de champ on entendait “Est-ce que quelqu’un à vu ma micropipette à coussin d’air ?” ou “Ohh non, ma micropipette à coussin d’air doit encore être en métrologie”…

La galère ! On peut donc comprendre le “diminutif”.

Cependant, le terme “coussin d’air” a tout de même piqué notre curiosité. On voudrait bien comprendre d’où ça vient et comment ça marche à l’intérieur de ces bêtes-là !

Et puis s’il y a un coussin, ça veut peut-être dire qu’on peut y faire la sieste, non ?!

A quoi sert une micropipette à coussin d’air ?

Une micropipette à coussin d’air est un instrument utilisé pour mesurer et transférer des volumes de liquides avec une grande précision, souvent à l’échelle du microlitre (entre 10 et 1000µl)… d’où le “micro” devant le pipette. 

Elle est couramment utilisée dans les laboratoires de microbiologie, mais aussi dans d’autres disciplines… mineures (ah ah ah) comme la biologie moléculaire ou la biochimie.

Les autres petits noms pour la micropipette à coussin d’air sont “micropipette à piston” (tout simplement parce qu’il y a un piston à l’intérieur… on le voit bien il dépasse !) ou la « micropipette automatique » (bien qu’elle soit manuelle).

Comment fonctionne une micropipette à coussin d’air ?

Le secret de la micropipette à coussin d’air c’est son mécanisme intérieur. Voyons donc ce qu’elles ont dans le… ventre : 

A l’intérieur on y trouve un piston, une zone remplie d’air (le fameux coussin d’air) et un embout sur lequel on va venir connecter le cône (ne jamais oublier le “e”).

Voici ce qu’il se passe à l’intérieur de la micropipette lorsqu’on actionne son piston : 

Lorsqu’on appuie sur le piston (1), on chasse un volume d’air très précis. Cependant, comme on peut le voir, il reste toujours un volume d’air dans la pipette et le cône… c’est le fameux coussin d’air.

Lorsqu’on relâche le piston (2), on aspire un volume de liquide très précis, équivalent au volume d’air chassé en (1). Il y a toujours un “coussin d’air” entre le liquide et le piston.

Ce coussin d’air permet (aussi) de protéger la micropipette des contaminations entre deux échantillons.

Pourquoi les micro-pipettes à coussin d’air sont-elles si sensibles ?

C’est en observant le principe de fonctionnement et l’intérieur des micropipettes à coussin d’air qu’on comprend pourquoi elles sont si sensibles… même si elles paraissent si robustes !

Un cône mal enfoncé ou non compatible : On aura une fuite d’air à l’interjection entre le cône et la micropipette. Le volume prélevé ne sera pas bon et en plus on risque d’avoir une fuite de liquide sur la paillasse.

Une variation de température : Le coussin d’air c’est ce qui permet de prélever un volume précis. En fonction de la température cet air peut être plus ou moins dense.

Cela peut donc fausser la mesure : 

• Si l’air est chauffé, il va se dilater et prendre plus de place → On prélève donc moins de liquide.
  
  
• Si l’air est froid, il va se contracter, la taille du coussin d’air va donc réduire → On prélève donc plus de liquide.

C’est pour cela qu’il faut utiliser la micropipette à la température à laquelle on a fait la métrologie.

La température des liquides qu’on manipule à donc aussi son importance. Si l’échantillon le permet, on le laisse revenir à la température de l’air ambiant.

On comprend également pourquoi il est difficile de pipeter des liquides volatiles ou mousseux… dans ce cas on peut utiliser la technique du pipetage inversé.

Les cônes de la micropipette à coussin d’air

Comment peut-on parler de micropipette à coussin d’air sans y associer ses cônes (aussi appelés pointes ou tips). Les deux font une paire indissociable !

Les cônes de micropipette ont l’avantage d’être relativement peu chers et stériles. Ils sont donc à usage unique.

Il existe des cônes universels (qui s’adaptent sur presque toutes les micropipettes) et des cônes spécifiques (qui ne s’adaptent qu’à une marque de micropipettes). Ces cônes ont chacun leurs avantages et inconvénients… on y reviendra.

Chaque volume (ou gamme de volume) de micropipette doit utiliser un cône de taille approprié, voici les différentes tailles de cônes :

Bien évidemment, il existe différente qualité de cônes… mais ça ça prendrait un article complet pour en parler… ça tombe bien on va en écrire un sur le sujet ! 

Le volume nominal d’une micropipette à coussin d’air c’est quoi ?

Vous entendrez souvent parler du volume nominal des micropipettes. Ce volume c’est le volume indiqué sur le dessus de la micropipette.

Pour une micropipette à volume fixe (1 seul volume de prélèvement) c’est facile il n’y en a qu’un… par définition.

Exemple : Pour une P1000, le volume nominal est de 1000µl

Pour une micropipette à volume variable, le volume nominal est le plus grand volume pipetable.

Exemple : P200 (de 20µl à 200µl), le volume nominal est 200µl

Attention : La plage d’utilisation d’une micropipette à volume variable est généralement entre 100% et 10% du volume nominal. Mais plus on se rapproche des 10% moins la justesse est bonne.  

C’est pour cela que la plupart des fournisseurs recommandent de ne pas descendre en dessous des 35% du volume nominal. Pour une P1000, idéalement il ne faut pas pipeter en dessous de 350 µl.

C’est maintenant qu’on a tous un flashback de nos TP où on était super fier.e de pipeter 50µl avec notre P1000 !!!

Les différents types de micropipettes à coussin d’air

Le principe de la micropipette à coussin d’air s’applique à plusieurs types de micropipettes, les voici : 

Micropipette monocanal à volume fixe

C’est la micropipette à coussin d’air de base. Elle ne peut pipeter qu’un seul volume (mais elle le fait très bien… avec beaucoup de précision).

Elle est très peu utiliser en France et pourtant elle offre de nombreux avantages.

On retrouve des micropipettes pouvant prélever : 20µl, 25µl, 50µl, 100µl, 200µl , 500µl, 1000µl et 2000µl

Micropipette monocanal à volume variable

La micropipette monocanal à volume variable ne peut pipeter qu’un volume à la fois, mais ce volume peut être modifié par le.la microbiologiste dans la limite de la plage d’utilisation de la micropipette (de 100% à 35% du volume nominal).

Voici les micropipettes à volume variable les plus répandues : 

Modèle	Gamme de volume
P2	0.2 à 2µl
P10	1 à 10µl
P20	2 à 20µl
P100	10 à 100µl
P200	20 à 200µl
P5000	1 à 5ml
P10000	1 à 10ml

Micropipette électronique

Avec une micropipette électronique l’aspiration et le refoulement se déclenche de façon… électronique. Le.la microbiologiste n’a pas besoin d’appuyer mécaniquement sur le piston.

Cela aide grandement à réduire les troubles musculo-squelettiques (TMS) de la main et du bras. Qui n’a jamais eu de capsulite à force de pipeter ?

La pipette électronique peut également faire de la distribution multiple.
Exemple : On aspire 1 fois 1 ml, puis on distribue 10 fois 100µl… ça évite un certain nombre de va et vient. On gagne du temps et on réduit le risque de TMS.

Comme pour une micropipette à volume variable, le volume distribué peut être réglé dans la limite de la plage d’utilisation de la micropipette (de 100% à 35% du volume nominal). 

Micropipette multicanaux

Contrairement aux micropipettes simples, les micropipettes multicanaux peuvent aspirer et distribuer plusieurs échantillons simultanément. Il existe 2 types de modèles avec 8 canaux ou 12 canaux.

Elles sont principalement utilisées pour les applications à haut débit, comme le pipetage en microplaques 96 puits (et plus). 

Micropipette multicanaux électronique

Tout comme la micropipette multicanaux mécanique, cette pipette permet de distribuer un plusieurs échantillons simultanément (8 ou 12). Mais pour la version électronique, l’activation de l’aspiration et du refoulement se fait de façon électronique.

Cela permet de gagner du temps et du confort (pour éviter les TMS).

Conclusion

Même si les micropipettes à coussin d’air sont d’un aspect très robuste, il ne faut pas oublier qu’il s’agit un instrument de précision. Il faut donc la manipuler avec la plus grande attention.

Il faut également faire attention aux “éléments” pouvant venir perturber la précision (cône, nature du liquide, température, vitesse du piston, etc…).

Les micropipettes à coussin d’air sont donc à privilégier pour des solutions aqueuses proches de la température ambiante. Dans le cas contraire, il faudra opter pour des pipettes à déplacement positif.

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