介绍

在现代科学研究和实验分析中，样品采集室是确保数据可靠性的第一步。而在此过程中，作为样品储存和运输的关键载体，样品采集瓶的选择和使用直接关系到样品的完整性和稳定性，以及后续分析的准确性。

样品采集瓶在许多领域都有广泛应用。针对具有不同理化性质、分析需求和储存条件的不同样品，根据材料、结构、添加剂和密封方式，对不同类型的样品瓶进行了仔细区分。

样品采集瓶的基本分类

不同类型的样品在采集和储存过程中对样品收集管的要求各不相同。因此，了解样品收集管的基本分类有助于实验人员根据实际需要做出最合适的选择。总体而言，样品管可以根据材质、密封方式以及溶剂和结构形态等尺寸进行分类。

1. 按材质分类：玻璃与塑料

• 玻璃样品管通常采用高硼硅酸盐玻璃制成，具有良好的化学惰性和热稳定性，适用于大多数有机溶剂和高温处理环境。尤其是在高精度分析或易吸附化合物的收集中，玻璃样品瓶能有效避免样品降解或污染。
• 塑料样品采集瓶常用材料包括聚丙烯、聚乙烯、聚碳酸酯等。它们具有更强的抗冲击性和更轻的重量，适用于低温冷冻、生物样本采集和常规临床检测。一些高端塑料小瓶还具有一定的耐化学腐蚀性。

2. 按密封方式分类：螺纹式、卡口式、压盖式

• 螺纹式最常见的类型，易于开启和密封，适用于大多数实验室的通用需求。螺纹接口盖通常与聚四氟乙烯/硅胶垫圈配合使用，以确保密封性和化学兼容性。
• 刺刀式：通过按扣快速关闭，适用于快速操作或需要频繁打开的场合，主要用于自动化平台或某些标准化测试流程。
• 腺体类型采用金属盖和压盖密封，气密性极佳，常用于气相色谱等对挥发性控制要求较高的实验。适用于长期储存和运输，尤其广泛应用于环境样品检测。

3. 按体积和形状分类：标准型、迷你型、圆锥形等。

• 标准小瓶常用容量为 1.5 ml、2 ml 和 5 ml，适用于大多数液体样品的采集和分析。形状多为圆柱形，便于自动化设备抓取。
• 微型试管体积为0.2ml-0.5ml，常用于极小样本量或高通量实验设计。适用于微量取样系统。
• 锥形底小瓶小瓶底部设计成锥形，便于样品浓缩、离心操作和无残留抽吸，常用于蛋白质/核酸提取实验。
• 平底/圆底小瓶平底适用于自动采样设备，而圆底更适合手动操作或涡旋混合场景。

在生物样本（例如血液样本）中的应用

血液作为最常见、最基础的生物样本之一，广泛应用于临床诊断、基因检测、蛋白质组学研究等诸多领域。由于其成分复杂、生物活性强，对血液采集容器的要求尤为严格。不同用途的样本采集瓶在添加剂、材料和结构设计等方面均存在差异，这直接影响样本质量和后续分析的准确性。

1. 使用环境和目的

• 临床医学检测：用于常规血液、生化、电解质、激素水平检测等，需要快速、高效，避免溶血和污染。
• 分子生物学研究例如 RNA-seq、全基因组测序 (WGS)、qPCR 等，这些技术对核酸完整性和样品保存条件有更高的要求。
• 蛋白质和代谢组学分析：关注蛋白酶活性抑制、溶剂相容性、反复冻融后的稳定性。

2. 常用样品采集瓶类型和配置

• 内含抗凝血剂小瓶EDTA管广泛用于血液学检测和核酸提取，可有效抑制凝血过程并保护细胞形态；肝素管适用于血浆分析，也适用于某些化学检测（如血气分析），但会干扰某些PCR反应；柠檬酸钠管主要用于凝血功能检测。
• 无添加剂的纯血采集管：用于血清检测，例如补血、肾功能、免疫学检测等。血液自然凝固后，通过离心分离血清，以避免化学添加剂干扰实验反应。
• 用于冷冻保存的专用小瓶采用高强度PP材料制成，可耐受超低温（-80℃至液氮环境）。常用于血浆、血清、细胞成分等的长期保存，广泛应用于生物样本库和长期随访研究。

3. 注意

• 材料对样品稳定性的影响塑料小瓶可能会吸附蛋白质或核酸，因此需要使用低吸附材料或进行表面处理。玻璃小瓶稳定性好，但并非适用于所有冷冻条件。实验室技术人员需要根据样品性质和实验需求做出判断。
• 标签和追溯系统的重要性实验过程中，由于标签不清晰、信息不完整等问题，样品容易混淆，严重影响数据的可靠性。建议在样品管理全过程中使用激光打印标签、耐冷冻标签或电子追踪系统（如RFID、条形码）。

血液样本的保存和处理对实验结果起着决定性作用，合适的样本采集管不仅能最大限度地保持样本的活性和完整性，也是高质量研究的先决条件。随着精准医疗和高通量技术的发展，对生物样本采集管的需求也日益趋于标准化和精细化。

化学分析和实验室样品

在分析化学、药物研发、食品安全检测等实验室工作中，样品采集瓶不仅是储存容器，更是与仪器在分析过程中高度协同作用的组成部分。尤其是在液相色谱、气相色谱等高精度检测技术中，样品瓶的选择直接关系到分析的重现性和准确性以及仪器的稳定运行。

1. 样品瓶在液相色谱和气相色谱分析中的应用

• 高效液相色谱进样瓶为防止样品溶液与样品瓶壁发生反应或吸附，样品瓶必须具备优异的化学稳定性。通常使用带有聚四氟乙烯/硅胶密封圈的2毫升螺旋盖玻璃瓶，这种玻璃瓶耐有机溶剂，且密封性良好。对于光敏样品，可使用棕色玻璃瓶。
• 气相色谱进样瓶由于 GC 分析高度依赖于样品的挥发性，因此样品瓶需要密封严实，通常采用带压力盖的玻璃瓶；此外，为了防止挥发性成分的损失，通常使用预先冲孔的垫圈与铝盖一起密封。
• 小样本量应用对于高通量筛选和痕量成分检测，可以使用 0.3 ml-0.5 ml 微型小瓶和插管来最大限度地减少样品损失。

2. 自动采样系统尺寸和兼容性要求

现代实验室通常使用自动进样器来提高检测效率和一致性，并提出了样品瓶规格和形状的统一标准：

• 通用规格：2ml 标准口径（外径 12mm * 高度 32mm）是主要流通型号，广泛兼容多品牌自动进样系统。
• 小瓶外观要求瓶口必须平整，瓶身必须耐机械摩擦，以确保机械臂夹紧的稳定性。
• 专用托盘适配某些品牌的系统需要特定的底部结构（平底、圆底或带凹槽）才能与小瓶托盘相匹配。

3. 特殊材料和功能设计

为了保证复杂样品的分析准确性，实验室通常使用专门设计的样品瓶：

• 惰性硼硅酸盐玻璃由于其具有很高的耐化学性和洁净性，可避免与样品中的痕量成分发生反应或吸附，因此是 HPLC/GC 的首选样品瓶材料。
• 聚四氟乙烯垫圈盖具有高耐溶剂腐蚀性、可重复穿刺性，适用于自动取样针操作，避免样品污染和泄漏。
• 硅烷化处理瓶表面经过特殊涂层处理，以减少极性分子的吸附，常用于痕量分析。

通过选择合适的材料、结构和规格，化学分析中的样品瓶不仅可以提高检测效率和仪器兼容性，还有助于确保样品数据的一致性和可靠性。尤其是在痕量分析和自动化流程中，样品瓶系统的合理配置已成为保证测试质量的核心细节之一。

环境样品采集中样品瓶的选择

环境样品采集涵盖多种介质，例如水、土壤和大气，这些样品成分复杂，且可能处于极端条件下（例如，强腐蚀性、高挥发性、痕量污染物等）。为了确保采集数据的可靠性并符合监管要求，选择合适的样品瓶至关重要。

1. 应用场景

• 水样：常用于检测宝口地表水、地下水、工业废水等中的重金属、有机污染物、营养盐等。
• 土壤提取物：通过化学萃取获得的液体样品，含有农药残留、重金属或有机化合物。
• 空气中颗粒物收集液：用于从滤膜或气泡吸收液中洗脱的颗粒样品。

2. 样品瓶的关键要求

• 强力密封避免样品在运输或储存过程中发生挥发、泄漏或吸湿，这对于 VOC 检测尤为重要。
• 良好的耐腐蚀性样品可能含有强酸、强碱或有机溶剂，因此需要使用高硼硅酸盐玻璃或特殊塑料制成的瓶子。
• 惰性设计小瓶内壁需要避免吸附污染物或与样品成分发生反应，有些分析需要使用经过硅烷化或预洗的瓶子。
• 遵守抽样规定各种类型的环境监测计划通常都以国家或国际标准为指导，例如美国环保署的标准、中国的地表水环境质量标准等，并且必须选择合适的样品瓶以满足其采样要求。

样品瓶选择不当可能导致目标物质降解、污染物吸附、空白值偏差等问题，进而影响测试结果的准确性，甚至导致数据无效。因此，环境监测中样品瓶的科学合理选择不仅关系到分析质量，也关系到合规性和科学的环境决策。

样品瓶选择指南：如何根据样品类型和分析需求进行选择

面对种类繁多的样品收集瓶，如何在实际工作中做出高效、科学的选择是实验人员普遍面临的问题。

1. 样品特性决定了初步材料的结构选择

• 样品本身的性质如果样品挥发性极强，建议使用密封性良好的玻璃瓶，并配备聚四氟乙烯（PTFE）垫圈，以最大程度地减少成分损失。对于强腐蚀性样品，应使用耐化学腐蚀的硼硅酸盐玻璃瓶，或使用高密度聚乙烯、氟化塑料等特殊材料制成的瓶子。此外，对于富含核酸、蛋白质或微生物的生物活性样品，需要使用无酶、经无菌处理的样品瓶，并优先选择低吸附性或惰性材料，以避免样品降解或非特异性吸附。
• 分析设备的类型和兼容性自动进样系统需要确保所用样品瓶的尺寸、瓶口精度、密封圈厚度等均符合仪器制造商的标准规范。通常使用标准的2毫升螺旋盖玻璃瓶，以确保注射针稳定拔出，避免针头堵塞或泄漏。对于手动进样或分液，则优选使用更灵活的样品瓶类型。
• 样品储存条件样品的储存条件直接影响样品瓶的材质和密封结构的选择。大多数玻璃或聚丙烯样品瓶适用于一般短时间冷藏的样品。如果样品需要在低温（-20℃或-80℃）下储存，则应使用耐低温聚丙烯（PP）材质的专用冷冻管，并配备防漏O型圈密封结构。如果样品需要在液氮中长期储存，则必须使用液氮级样品瓶，并采用内螺纹盖或加固盖进行密封，以防止样品瓶冻裂。此外，对于光敏材料，还应使用棕色或不透明的样品瓶，或配备避光储存装置。
• 成本与实验规模的平衡对于高通量实验或教学实验室，可以选择价格适中的塑料样品瓶以降低成本。对于精密分析或高价值样品处理，则应重点关注样品瓶的清洁度、材料惰性和密封性能，即使成本略高，也能确保数据准确性。此外，在构建样品库或管理长期项目时，应优先选择条形码标记、耐冷冻、防污染的高标准样品瓶，以提高样品追踪和数据管理效率。

综上所述，样品瓶虽小，却是连接实验设计、样品质量和分析结果的重要环节。通过系统地考虑样品特性、实验设备、储存方法和预算规模，实验研究者可以更科学地选择最合适的样品收集瓶，为整个研究过程奠定坚实的基础。

未来趋势与创新方向

随着科研自动化和绿色实验理念的发展，样品采集瓶也在朝着兼顾趣味性和环保性的方向发展。

一方面，高通量实验室对样品处理速度和密度的要求越来越高，促使样品瓶逐渐向小型化和模块化方向发展。微型样品瓶正成为主流，与自动化系统配合使用时，不仅节省空间和试剂，还能提高操作效率，满足现代实验对速度和精度的需求。

另一方面，环保材料的研究与开发也成为行业的关注焦点。为了减少一次性塑料对环境造成的负担，越来越多的试剂瓶采用可生物降解或生物基材料。同时，包装和生产过程也趋于简化和绿色化，符合可持续实验室建设的趋势。

未来，小瓶不仅是耗材，还将成为实验室智能化和可持续发展的关键组成部分。