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全自动微量分液仪工作原理

更新时间:2026-06-25      浏览次数:16

一、整体核心原理

依靠高精度流体驱动泵体配合三维移动机械平台,通过程序精准控制吸液、排液体积与位移,自动向 96/384 孔板等分装微量液体,依靠闭环定量控制实现低误差、自动化分液,替代人工移液枪批量操作。

二、核心组成与分模块原理

1. 动力定量单元(决定分液精度)

分两种主流泵体结构:
  1. 注射泵式(高精度微量机型)

    步进电机驱动精密推杆推动注射器活塞,通过电机步数换算液体体积;行程可控、死体积小,适配 0.1μL–1mL 超微量分液,CV 值极低,多用于 PCR、核酸实验。

  2. 蠕动泵式(大通量连续分液)

    滚轮挤压医用泵管输送液体,通过滚轮转速、挤压时间控制流量;适合大体积连续分装,成本更低,多用于试剂批量灌装。

管路搭配电磁阀切换清洗液、样品液、空气,实现润洗、排气、清洗自动切换。

2. 三维运动定位机构

X/Y/Z 三轴步进电机带动分液针头模组移动:
  • X/Y 轴:精准定位微孔板每一个孔位;

  • Z 轴:控制针头升降,实现浸入液面分液或非接触喷液,避免交叉污染、刮伤孔板。

    内置光电原点传感器,每次开机自动回零校准坐标,保证孔位无偏移。

3. 气液处理与防误差机制

  1. 预润洗排气:程序自动抽取液体冲刷整条管路,排空内部气泡,消除气体造成的分液偏差;

  2. 分段控速:吸液慢速防气泡、排液低速减少挂壁残液,高粘度试剂可单独调节流速;

  3. 后置吹气:分液完成后推送少量空气,吹净针头内壁残留液体,提升定量准确度。

4. 控制系统逻辑

触摸屏内置单片机,存储多套分液程序,可设置分液体积、孔板排布、分液顺序、清洗次数、停顿时间;
下达指令后同步控制泵体流量与三轴位移,整套吸液 — 移动 — 分液 — 清洗流程全自动闭环运行,无需人工干预。

三、完整分液流程原理(单次循环)

  1. 润洗排气:泵抽取试剂冲洗管路,排尽管道空气;

  2. 定量吸液:电机精准拉动活塞,吸取设定体积液体;

  3. 平台移动:机械臂移动至目标微孔上方;

  4. 精准分液:Z 轴下降,匀速推送液体至孔内;

  5. 吹扫除残:少量空气推出针头剩余液滴;

  6. 管路清洗:切换清洗液冲洗流路,消除残留,准备下一组样品。

四、关键控精度原理

  1. 电机步进闭环控制,体积输出线性稳定;

  2. 低吸附管路 / 一次性吸头降低液体挂壁损耗;

  3. 独立缓冲废液仓,防止液体回流、气溶胶污染管路;

  4. 程序可设置补偿体积,抵消温度、试剂粘度带来的微量误差。

五、适用场景对应原理优势

  • 核酸、PCR 微量实验:注射泵小量程精准定量,低交叉污染;

  • 大批量试剂分装:蠕动泵连续供液,分液速度快;

  • 多项目轮换检测:电磁阀自动切换清洗,全程自动化防污染。