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淺析體外診斷與科學分析儀器中的流體控制技術

作者: 時間:2013-12-27 來源:網(wǎng)絡 收藏
  由于不同流體的物理靜態(tài)特性各有差異,即便同種流體介質(zhì)在不同環(huán)境條件下的物理動態(tài)特性也略有不同,這些不確定因素(變量)會增加設計工程師對流體實施按需控制的難度。特別是在醫(yī)療診斷設備和科學分析儀器的特殊場合,如:低壓力條件下的大流量,要求對流體控制的“高精度”并滿足醫(yī)療儀器的一些專業(yè)應用需要,系統(tǒng)設計工程師應該努力“平衡”各種撲朔迷離的變量以達成全系統(tǒng)性能的開發(fā)目標。本文根據(jù)設備(簡稱“診斷”)和科學(簡稱“分析”)的系統(tǒng)普遍性,淺顯得探討一些和工程化解決方案。

  一、液體處理技術和自動化解決方案

  液體處理在診斷和分析中也稱為“加樣準備(SamplingPrepearation)”、“分析前處理”等,其實質(zhì)就是對待測液體(人體體液,如血清標本、尿液)進行定量吸樣、分配,完成稀釋或混合動作。

單通道全自動液體處理器

  迄今為止,液體處理技術原理不外乎以下三種:液體置換、主動置換以及氣體置換,三種原理針對不同應用場合的需求各有千秋。其中,后兩種技術由于涉及專利、技術工藝等因素,在自動化產(chǎn)品上僅為極少數(shù)廠家所掌握使用;而“液體置換”作為最早出現(xiàn)的液體處理自動化技術被廣泛應用并延用至今。

  眾所周知,微量注射器泵正是基于液體置換原理的典范設計。它是由以下關鍵部分組成:微量注射器;切變閥以及集成驅(qū)動、控制、通訊協(xié)議的步進電機。其可直接應用于所有需要自動樣本前處理功能的診斷、分析設備上。

  顯然在實際應用中,上述微量注射器泵是無法獨立完成對液體的稀釋、分配工作的,因此還需要另一個關鍵部件——吸樣/加樣針(或探針)。將其通過管路連接至微量注射器泵上切變閥的某一功能端口,才能組成如下圖所示的“單通道全自動液體處理器”,再輔以合理的“關聯(lián)方法學協(xié)議”軟件就能打造出分析、診斷實驗室用的專業(yè)稀釋/分配器。在全自動液體處理技術中,前端加樣針是關鍵部分,因為加樣針的末端針形除必須要滿足實際應用需求外,如穿刺功能、液面探測功能(LLD),還要考慮對加樣精度的影響以及是否會產(chǎn)生“掛珠”等現(xiàn)象。


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