介绍

在现代科研和实验分析中，样品采集室是保证数据可靠性的第一步。而在此过程中，样品采集瓶作为样品储存和运输的关键载体，它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。

样本采集瓶广泛应用于许多领域. 不同类型的样品瓶在材质、结构、添加剂和封盖方面都有所区分，适用于具有不同物理化学性质、分析需求和储存条件的不同样品。

样本采集瓶的基本分类

不同类型的样品在采集和储存过程中对样品管的要求有所不同。因此，了解样品管的基本分类将有助于实验人员根据实际需求做出最合适的选择。总体而言，样品管可根据材质、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 vs. 塑料

• 玻璃样品管：通常由高硼硅玻璃制成，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场景。尤其是在高精度分析或易吸附化合物的采集中，玻璃样品瓶可以有效避免样品降解或污染。
• 塑料样品采集瓶：常见材质包括聚丙烯、聚乙烯、聚碳酸酯等。它们更耐冲击且重量轻，适用于低温冷冻、生物样本采集和常规临床检测。一些高端塑料瓶还能抵抗一定程度的化学腐蚀。

2、按密封方式分类：螺钉式、卡口式、压盖式

• 旋入式：最常见的类型，易于开启和密封，适用于大多数实验室需求。螺旋盖通常搭配PTFE/硅胶垫圈，以确保密封性和化学兼容性。
• 刺刀式：按扣快速关闭，适合快速操作或需要频繁开启的场合，多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，气密性最高，常用于气相色谱等对挥发性控制要求较高的实验。适合长期储存和运输，尤其广泛应用于环境样品检测。

3、按容积及形状分类：标准型、微型、锥底型等。

• 标准小瓶：常见容积有1.5ml、2ml、5ml，适用于大多数液体样品的采集和分析。形状多为圆柱形，易于自动化设备抓取。
• 微型小瓶：体积为0.2ml-0.5ml，常用于极小样本量或高通量实验设计。适用于微量采样系统。
• 锥底小瓶：瓶底设计为锥形，便于样品浓缩、离心操作及无残留吸出，常用于蛋白质/核酸提取实验。
• 平底/圆底小瓶：平底适用于自动进样设备，圆底更适合手动操作或涡旋混合场景。

生物样本中的应用（以血液样本为例）

血液作为最常见、最基本的生物样本之一，广泛应用于临床诊断、基因检测、蛋白质组学研究等各个领域。由于其成分复杂、生物活性强，对采集容器的要求尤为严格。不同用途的样本采集管在添加剂、材质和结构设计方面存在差异，直接影响样本的质量和后续分析的准确性。

1. 使用环境及目的

• 临床医学检测：用于常规血、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：如RNA-seq、全基因组测序（WGS）、qPCR等，对核酸完整性和样本保存条件有较高的要求。
• 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. 常见样品采集瓶类型和配置

• 含有抗凝剂的小瓶：EDTA管广泛应用于血液学检测、核酸提取等，能有效抑制凝血过程，保护细胞形态；肝素管适用于血浆分析，适合某些化学检测（如血气分析），但会干扰某些PCR反应；而柠檬酸钠管多用于凝血功能检测。
• 无添加剂纯采血管：用于血清检测，如赶工、肾功能、免疫学检查等。血液自然凝固后，通过离心分离血清，避免化学添加物干扰实验反应。
• 冷冻保存专用小瓶：采用高强度PP材质，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及长期随访研究。

3. 警告

• 材料对样品稳定性的影响：塑料样品瓶可能吸附蛋白质或核酸，需要使用低吸附材料或进行表面处理。玻璃样品瓶性能稳定，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进行判断。
• 标签和可追溯系统的重要性：实验过程中，样品容易因标签、信息不全等问题造成混淆，严重影响数据的可靠性。建议采用激光打印标签、冻存耐久贴纸或电子追踪系统（如RFID、条形码）对样品进行全程管理。

血液样本的保存和处理对实验结果起着决定性的作用，合适的样本采集管不仅能最大程度地保存样本的活性和完整性，也是进行高质量研究的前提。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日益精细化和精细化。

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，更是与仪器协同作用的分析过程组成部分。尤其是在液相色谱、气相色谱等高精度测试技术中，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

• HPLC 瓶：需要优异的化学稳定性，以防止样品溶液发生反应或吸附在瓶壁上。通常使用 2 毫升旋盖玻璃瓶，瓶盖配有 PTFE/硅胶垫圈，可耐受有机溶剂并保持紧密密封。对于感光样品，可使用棕色瓶。
• 气相色谱瓶：由于GC分析高度依赖于样品的挥发性，因此样品瓶需要严格密封，常采用带压力盖的玻璃瓶；另外，为防止挥发性成分的损失，常采用预冲垫片与铝盖一起密封。
• 样本量较小的应用：对于高通量筛选和痕量成分检测，可将 0.3 ml-0.5 ml 微量瓶与套管一起使用，以最大限度地减少样品损失。

2. 自动进样系统尺寸和兼容性要求

现代实验室普遍采用自动进样器来提高检测效率和一致性，并对样品瓶规格和形状提出了统一的标准：

• 通用规格：2ml标准口径（外径12mm*高32mm）为主要流通型号，广泛兼容多品牌自动进样系统。
• 西林瓶外观要求：瓶口需要平整，瓶身需要耐机械摩擦，保证机械臂夹持稳定性。
• 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）来适应小瓶托盘。

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小瓶：

• 惰性硼硅酸盐玻璃：由于其具有较高的耐化学性和清洁度，可避免与样品中的微量成分发生反应或吸附，是 HPLC/GC 的首选样品瓶材料。
• PTFE垫片盖：耐溶剂腐蚀性能强，可重复穿刺，适合自动进样针操作，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，减少极性分子的吸附，常用于痕量分析。

通过选择合适的材质、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，还能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过程中，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。

环境样品采集瓶的选择

环境样品采集涵盖水、土壤、大气等多种介质，样品成分复杂，可能处于极端条件下（例如，高腐蚀性、高挥发性、微量污染物等）。为了确保采集数据的可靠性并符合法规要求，选择合适的样品瓶进行采集至关重要。

1. 应用场景

• 水样：宝口地表水、地下水、工业废水等，常用于检测重金属、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。
• 空气颗粒收集液：用于从滤膜或气泡吸收液中洗脱的颗粒样品。

2. 采样瓶的关键要求

• 密封性强：避免样品在运输或储存过程中挥发、泄漏或吸湿，对于VOC检测尤为重要。
• 耐腐蚀性能好：样品中可能含有强酸、强碱或有机溶剂，需要使用高硼硅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：各类环境监测项目通常都以国家或国际标准为指导，例如美国环保署、中国地表水环境质量标准等，并且必须选择符合其采样要求的样品瓶。

选择不当的样品瓶可能会引起目标物质降解、污染物吸附、空白偏差等问题，影响测试结果的准确性，甚至导致数据无效。因此，在环境监测中科学合理地选择样品瓶，不仅关系到分析质量，也关系到环境决策的合规性和科学性。

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采集瓶，如何在实际工作中做出高效、科学的选择是实验工作者共同面临的问题。

1. 样品性质决定了初始材料的结构选择

• 样品本身的性质如果样品挥发性较强，则应优先选择密封性良好且瓶盖和PTFE垫圈的玻璃瓶，以最大程度地减少组分的损失。面对强腐蚀性样品，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、氟塑料等特殊材质的瓶。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、无菌处理的小瓶，并优先选择低吸附性或惰性材质的瓶，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：所使用的自动进样系统，需要确保所用样品瓶的尺寸、瓶口的精度、垫片的厚度等符合仪器制造商的标准规格。通常使用标准化的2毫升旋盖玻璃瓶，以确保注射针头平稳拔出，避免针头堵塞或泄漏。对于手动进样或分液，则优先选择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材质和封闭结构的选择。对于一般短时间冷藏的样品，大多数玻璃或聚丙烯样品瓶即可。如果样品需要低温保存（-20℃或-80℃），则应使用专用冷冻管，其材质为耐低温PP，并配有防泄漏O型圈密封结构。如果样品在液氮中长期保存，则必须使用专用的液氮级样品瓶，并使用内螺纹盖或加强密封的瓶盖，以防止样品瓶冻裂。此外，对于感光材料，还应使用棕色或不透明的样品瓶，或配备避光保存装置。
• 成本与实验规模的平衡：对于高通量实验或教学实验室，可以选择价格实惠的塑料样品瓶，以降低消耗成本。对于精密分析或高价值样品处理，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，也能确保数据的准确性。此外，在构建样品库或管理长期项目时，优先选择带有条形码、耐冷冻、耐污染的高标准样品瓶，以提高样品追踪和数据管理效率。

总而言之，样品瓶虽小，却是实验设计、样品质量和分析结果之间重要的纽带。通过系统地考虑样品特性、实验设备、储存方式以及预算大小，实验热源可以更科学地选择最合适的样品采集瓶，为整个研究过程奠定坚实的基础。

未来趋势和创新方向

随着科研自动化和绿色实验理念的发展，样本采集瓶也朝着时尚、环保的方向发展。

一方面，高通量实验室对样本处理速度和密度的要求日益提高，促使样品瓶逐渐走向小型化、模块化。微量样品瓶逐渐成为主流，与自动化系统配合使用，不仅节省空间和试剂，还能提高操作效率，适应现代实验对速度和精度的要求。

另一方面，环保材料的研发也成为行业关注的焦点。为了减少一次性塑料带来的环境负担，越来越多的样品瓶采用可生物降解或生物基材料。同时，包装和生产流程也趋向简化和绿色环保，符合可持续实验室建设的趋势。

未来，样品瓶不仅仅是消耗品，更是实验室智能化、可持续发展的关键一环。