Balance de Laboratoire Micro/Semi-Micro
Comment fonctionne une microbalance ?
Une microbalance est un outil utilisé dans les laboratoires et dans la recherche scientifique ayant la capacité d'effectuer des mesures précises du poids de très petits objets, avec une résolution de l'ordre du millionième de gramme.
Cet instrument est considéré comme le plus précis de tous les types de balances de laboratoire. Elle se caractérise par une sensibilité incroyablement élevée, étant capable de peser des quantités allant de 1 µg (0,000001 g) à 10,1 g. Les balances ultra-micro peuvent aller encore plus loin, en pesant avec précision des échantillons aussi petits que 0,1 µg.
La microbalance repose sur deux composants pour fonctionner.
Le premier est un composant électronique, et le second est la cellule de mesure mécanique précise. La séparation de ces deux composants signifie que les influences extérieures, telles que la température, n'ont aucun impact sur les performances de la microbalance.
Pour utiliser une microbalance, les scientifiques commencent toujours par enfiler une paire de gants, car les résidus et les huiles des doigts et des mains peuvent avoir un impact sur les résultats. La pesée d'un objet sur une microbalance est similaire à celle d'une balance normale.
Un récipient dans lequel l'échantillon sera ajouté est placé sur le plateau de pesée et l'opérateur tare ensuite la microbalance. L'échantillon est ensuite placé sur le récipient, qui est ensuite remis sur le plateau.
Une lecture est alors donnée concernant le poids de l'échantillon, qui est enregistré. Étant donné la sensibilité extrêmement élevée de la microbalance, les utilisateurs ne doivent pas toucher la surface sur laquelle elle est placée pendant le test, et toutes les sources possibles de vibration doivent être identifiées et évitées.
Cela signifie souvent qu'il faut les éloigner des ventilations, des courants d'air, des portes et des fenêtres, ainsi que des zones de circulation intense. Les zones de température et d'humidité ambiantes sont optimales, où les courants d'air et la poussière sont réduits au minimum.
Il existe plusieurs types de microbalances, la microbalance à cristal de quartz (QCM) est incroyablement sensible et peut peser des échantillons d'à peine 0,1 µg. C'est le type de microbalance qui est souvent utilisé dans les expériences en sciences de la vie.
Il y a aussi la microbalance oscillante à élément conique (TEOM), qui est utilisée pour la détection en temps réel de particules d'aérosol, ainsi que la microbalance ultramicro à torsion en fibre de quartz, la microbalance ultramicro à torsion, la nanobalance à torsion, la microbalance ultramicro et la nanobalance. Enfin, il y a la balance semi-micro, dont la précision de lecture est de 0,01mg (10µg), et qui est donc moins sensible que la microbalance standard.
La différence entre une microbalance et une balance analytique
Les balances analytiques sont capables de prendre des mesures précises du poids des objets, tout comme une microbalance, mais la principale différence est qu'elles sont 100 fois moins sensibles au temps et qu'elles ne peuvent peser un échantillon qu'avec une précision de 0,1 milligramme.
Bien qu'elles soient utiles pour mesurer avec précision la masse d'un échantillon, leur plage de lecture est moins impressionnante que celle d'une microbalance, à savoir 0,1 mg - 0,01 mg. Comme pour les microbalances, la procédure d'utilisation vise à éviter que les facteurs environnementaux n'influencent les résultats, et les balances sont donc conservées à l'abri des courants d'air, des zones de passage, etc. Ces types de balances requièrent généralement un technicien de laboratoire qualifié pour les utiliser et nécessitent un étalonnage et un entretien réguliers.
Utilisations des microbalances dans les sciences de la vie
La microbalance à cristal de quartz est le type de microbalance le plus couramment utilisé dans les études des sciences de la vie. Elle est plus sensible que la microbalance standard en raison des propriétés piézoélectriques du cristal de quartz.
La masse est mesurée en fonction des changements observés dans la fréquence de résonance du cristal suite à l'ajout de l'échantillon. La microbalance à cristal de quartz, ainsi que d'autres microbalances, sont souvent utilisées dans les domaines des tests de produits et de l'assurance qualité.
Elles sont également utilisées dans les laboratoires de chimie ainsi que dans l'industrie minière pour peser de petits échantillons de minéraux et de poudres. Le secteur médical fait également appel à ces instruments pour vérifier l'uniformité des composants critiques.
Les microbalances ont toute une série d'applications, notamment l'étalonnage de pipettes, l'analyse de pesticides, la pesée de particules (filtres), la pesée d'échantillons chimiquement sensibles, la pesée de stents, l'incinération ou l'incinération, la mesure de revêtements, le séchage et la vérification des quantités déversées.
Plus précisément, dans le secteur des sciences de la vie, les microbalances ont prouvé leur valeur dans une série de domaines de recherche. Les microbalances à cristal de quartz ont été utilisées avec succès dans la détection des pesticides dans les aliments, en utilisant leurs propriétés piézoélectriques pour générer un signal en présence d'enzymes.
Elles ont également été développées pour la détection d'agents pathogènes et de protéines de grand poids moléculaire, aidant ainsi dans le domaine de l'analyse des mycotoxines. Des études ont utilisé les balances pour mesurer les niveaux infimes de contamination afin de minimiser ces effets.
Les microbalances à cristal de quartz peuvent être utilisées pour détecter les agents pathogènes dans les aliments en raison des changements de fréquence de vibration causés par les changements de masse qui résultent des activités de liaison. En outre, les microbalances ont trouvé leur utilité dans la surveillance de la formation de biofilms pour les aliments et les boissons.
Résumé
La microbalance est un outil incroyablement utile dans l'industrie et la recherche. Elle peut mesurer avec précision la masse d'une substance aussi petite que 0,1 µg. Les microbalances sont souvent utilisées dans l'industrie alimentaire et des boissons, que ce soit pour tester la présence de pesticides ou d'agents pathogènes, ou pour aider à contrôler la formation de biofilms.
Il existe plusieurs types de microbalances, mais la microbalance à cristal de quartz est la plus sensible et elle est fréquemment utilisée dans les scénarios de recherche en biologie et industrie pharmaceutique.