精密流體控製技術賦能POCT
2024-09-20 14:54:50
每到流感季,醫院常常人滿為(wei) 患,檢驗科更是首當其衝(chong) 。如何快速鑒別病原體(ti) 類型,為(wei) 早期診治決(jue) 策提供重要依據?近年來,融合微流控技術的 POCT(即時檢測)設備正在成為(wei) 破解這一難題的“鑰匙”之一。
然而,要獲取快速可靠的檢測結果,POCT設備離不開精密流體(ti) 控製解決(jue) 方案的加持。派克漢尼汾(以下簡稱 “派克”)深知POCT設備設計工程師麵臨(lin) 的需求與(yu) 挑戰,憑借精密流體(ti) 力學領域和生命科學市場積累的豐(feng) 富經驗,正在為(wei) 行業(ye) 提供可靠、精準的解決(jue) 方案,協力守護人們(men) 的健康。
壓力驅動流量
POCT 設備將微流控、 生物化學分析、免疫學和傳(chuan) 感技術等多種技術結合起來,相當於(yu) 將一個(ge) 大型檢測實驗室“裝”進便攜式設備。采集的血液、唾液或尿液等樣本一旦放入儀(yi) 器或一次性檢測盒,樣本處理隨即開始。不同檢測項目的樣本處理過程會(hui) 有所不同,可能涉及成分的分離、加入試劑引發化學反應,或有針對性地標記特定生物標誌物。POCT設備通過光學或電化學傳(chuan) 感器去測量這些結果,從(cong) 而判斷目標分析物是否存在或確定濃度。
和試劑以何種方式通過檢測盒或麵板,是影響POCT設備檢測結果準確性和精度的關(guan) 鍵因素之一。其中,通過壓力驅動流量的控製方式就是常見方式之一,它通過直接在流體(ti) 上或通過膜(與(yu) 液體(ti) 隔離)施加氣體(ti) (通常是空氣)壓力來控製液體(ti) 流量,進而讓壓力源和控製元件與(yu) 液體(ti) 介質之間實現隔離。
采用這一控製方法的 POCT 係統,包含壓力源、壓力控製器和控製閥、儀(yi) 器電子設備等主要子係統。
壓力源對於(yu) 確保精準、一致的液體(ti) 流速至關(guan) 重要;
壓力控製器和控製閥用於(yu) 精確控製氣體(ti) 的流量和方向,驅動流體(ti) 流動;
儀(yi) 器電子設備則用於(yu) 控製這兩(liang) 個(ge) 子係統以及整個(ge) 係統中的其他電子設備。
任何相關(guan) 的故障或缺陷都可能導致檢測結果不可靠、處理量減少等問題。
精密流體(ti) 技術賦能行業(ye) 發展
設計POCT設備時,選擇合適的合作夥(huo) 伴可以加速研發及產(chan) 品上市時間。派克在過去幾十年為(wei) 生命科學市場提供大量尺寸小、重量輕、集成化的係統解決(jue) 方案,旗下產(chan) 品廣泛,涵蓋微型泵、微型比例閥、微型電磁閥等精密流體(ti) 解決(jue) 方案,並能提供整套流體(ti) 子係統或組件的預組裝與(yu) 測試,以滿足POCT設備應用需求。
對POCT 設備的壓力驅動流量控製係統而言,典型的係統壓力範圍會(hui) 因具體(ti) 檢測及檢測的液體(ti) 類型而有所不同。
低壓係統
工作壓力通常為(wei) 0.1-5 psi,適用於(yu) 微流體(ti) 等應用;
中壓係統
工作壓力通常為(wei) 5-50 psi,適用於(yu) 免疫測定等應用;
高壓係統
工作壓力通常為(wei) 50-200 psi,一般用於(yu) 微流體(ti) 樣本製備或液滴分析。
派克旗下的隔膜泵和搖擺式活塞泵可為(wei) POCT 設備提供所需的氣體(ti) 壓力,通過壓力驅動液體(ti) 流量確保可靠性和一致的流體(ti) 控製,大幅減少設備意外停機時間,降低客戶整體(ti) 成本和運營成本。
新型無刷直流電機適用於(yu) 中低壓POCT應用,Helix 搖擺式活塞泵則是中高壓POCT應用的不錯選擇。與(yu) 其他泵技術相比,搖擺式活塞泵是一種無油壓縮機,能夠在壓力下實現高流量。該活塞泵具有一流的壓力能力和較小的尺寸,在不同的海拔環境下性能表現穩定。
Helix 微型活塞泵
電子壓力控製器(EPC)可用於(yu) 精確控製氣體(ti) 壓力,讓氣體(ti) 壓力保持穩定。容納試劑和反應物的封裝芯片裏還需泵、閥這類高性能微型組件,這些組件必須耐用、設計精準並具備良好的化學兼容性。 8mm X-valve 與(yu) 7mm C7 插裝閥是微型元器件的代表,其性能可與(yu) 大型閥媲美但體(ti) 積更小,適合尺寸緊湊的設備。當樣本和試劑流經 POCT 封裝芯片內(nei) 不同的反應室時,高精度的流體(ti) 控製不可少。 X-valve、MX 係列閥以及 VSO®LowPro 等高品質微型電磁閥和比例閥,通過開關(guan) 、分流或按不同比例調節流量/壓力來實現整個(ge) 檢測過程的精密控製。
X-valve微型電磁閥
VSO® LowPro 微型比例閥
目前,派克針對壓力驅動流量控製的精密流體(ti) 解決(jue) 方案在數字PCR等POCT設備上得到成功應用,受到客戶肯定與(yu) 認可。此外,通過攜手國內(nei) 外行業(ye) 前沿的設備製造商,在單細胞RNA測序儀(yi) 、單細胞DNA測序儀(yi) 、分子診斷等POCT設備上,也能找到派克精密流體(ti) 控製解決(jue) 方案的身影。基於(yu) 豐(feng) 富的行業(ye) 經驗和係統集成能力,派克正通過旗下前沿的產(chan) 品以及定製化解決(jue) 方案,幫助客戶設計理想的流體(ti) 係統,打造更加精準可靠的POCT設備,守護人們(men) 的生命健康!