精密流體控制技術(shù)賦能POCT
2024-09-20 14:54:50
每到流感季，醫(yī)院常常人滿為患，檢驗(yàn)科更是首當(dāng)其沖。如何快速鑒別病原體類型，為早期診治決策提供重要依據(jù)？近年來，融合微流控技術(shù)的 POCT（即時(shí)檢測）設(shè)備正在成為破解這一難題的“鑰匙”之一。
然而，要獲取快速可靠的檢測結(jié)果，POCT設(shè)備離不開精密流體控制解決方案的加持。派克漢尼汾（以下簡稱 “派克”）深知POCT設(shè)備設(shè)計(jì)工程師面臨的需求與挑戰(zhàn)，憑借精密流體力學(xué)領(lǐng)域和生命科學(xué)市場積累的豐富經(jīng)驗(yàn)，正在為行業(yè)提供可靠、精準(zhǔn)的解決方案，協(xié)力守護(hù)人們的健康。
壓力驅(qū)動(dòng)流量
POCT 設(shè)備將微流控、 生物化學(xué)分析、免疫學(xué)和傳感技術(shù)等多種技術(shù)結(jié)合起來，相當(dāng)于將一個(gè)大型檢測實(shí)驗(yàn)室“裝”進(jìn)便攜式設(shè)備。采集的血液、唾液或尿液等樣本一旦放入儀器或一次性檢測盒，樣本處理隨即開始。不同檢測項(xiàng)目的樣本處理過程會有所不同，可能涉及成分的分離、加入試劑引發(fā)化學(xué)反應(yīng)，或有針對性地標(biāo)記特定生物標(biāo)志物。POCT設(shè)備通過光學(xué)或電化學(xué)傳感器去測量這些結(jié)果，從而判斷目標(biāo)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面板，是影響POCT設(shè)備檢測結(jié)果準(zhǔn)確性和精度的關(guān)鍵因素之一。其中，通過壓力驅(qū)動(dòng)流量的控制方式就是常見方式之一，它通過直接在流體上或通過膜（與液體隔離）施加氣體（通常是空氣）壓力來控制液體流量，進(jìn)而讓壓力源和控制元件與液體介質(zhì)之間實(shí)現(xiàn)隔離。
采用這一控制方法的 POCT 系統(tǒng)，包含壓力源、壓力控制器和控制閥、儀器電子設(shè)備等主要子系統(tǒng)。
壓力源對于確保精準(zhǔn)、一致的液體流速至關(guān)重要；
壓力控制器和控制閥用于精確控制氣體的流量和方向，驅(qū)動(dòng)流體流動(dòng)；
儀器電子設(shè)備則用于控制這兩個(gè)子系統(tǒng)以及整個(gè)系統(tǒng)中的其他電子設(shè)備。
任何相關(guān)的故障或缺陷都可能導(dǎo)致檢測結(jié)果不可靠、處理量減少等問題。
精密流體技術(shù)賦能行業(yè)發(fā)展
設(shè)計(jì)POCT設(shè)備時(shí)，選擇合適的合作伙伴可以加速研發(fā)及產(chǎn)品上市時(shí)間。派克在過去幾十年為生命科學(xué)市場提供大量尺寸小、重量輕、集成化的系統(tǒng)解決方案，旗下產(chǎn)品廣泛，涵蓋微型泵、微型比例閥、微型電磁閥等精密流體解決方案，并能提供整套流體子系統(tǒng)或組件的預(yù)組裝與測試，以滿足POCT設(shè)備應(yīng)用需求。
對POCT 設(shè)備的壓力驅(qū)動(dòng)流量控制系統(tǒng)而言，典型的系統(tǒng)壓力范圍會因具體檢測及檢測的液體類型而有所不同。
低壓系統(tǒng)
工作壓力通常為 0.1-5 psi，適用于微流體等應(yīng)用；
中壓系統(tǒng)
工作壓力通常為 5-50 psi，適用于免疫測定等應(yīng)用；
高壓系統(tǒng)
工作壓力通常為 50-200 psi，一般用于微流體樣本制備或液滴分析。
派克旗下的隔膜泵和搖擺式活塞泵可為 POCT 設(shè)備提供所需的氣體壓力，通過壓力驅(qū)動(dòng)液體流量確?？煽啃院鸵恢碌牧黧w控制，大幅減少設(shè)備意外停機(jī)時(shí)間，降低客戶整體成本和運(yùn)營成本。
新型無刷直流電機(jī)適用于中低壓POCT應(yīng)用，Helix 搖擺式活塞泵則是中高壓POCT應(yīng)用的不錯(cuò)選擇。與其他泵技術(shù)相比，搖擺式活塞泵是一種無油壓縮機(jī)，能夠在壓力下實(shí)現(xiàn)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(huán)境下性能表現(xiàn)穩(wěn)定。
Helix 微型活塞泵
電子壓力控制器（EPC）可用于精確控制氣體壓力，讓氣體壓力保持穩(wěn)定。容納試劑和反應(yīng)物的封裝芯片里還需泵、閥這類高性能微型組件，這些組件必須耐用、設(shè)計(jì)精準(zhǔn)并具備良好的化學(xué)兼容性。 8mm X-valve 與 7mm C7 插裝閥是微型元器件的代表，其性能可與大型閥媲美但體積更小，適合尺寸緊湊的設(shè)備。當(dāng)樣本和試劑流經(jīng) POCT 封裝芯片內(nèi)不同的反應(yīng)室時(shí)，高精度的流體控制不可少。 X-valve、MX 系列閥以及 VSO®LowPro 等高品質(zhì)微型電磁閥和比例閥，通過開關(guān)、分流或按不同比例調(diào)節(jié)流量/壓力來實(shí)現(xiàn)整個(gè)檢測過程的精密控制。
X-valve微型電磁閥
VSO® LowPro 微型比例閥
目前，派克針對壓力驅(qū)動(dòng)流量控制的精密流體解決方案在數(shù)字PCR等POCT設(shè)備上得到成功應(yīng)用，受到客戶肯定與認(rèn)可。此外，通過攜手國內(nèi)外行業(yè)前沿的設(shè)備制造商，在單細(xì)胞RNA測序儀、單細(xì)胞DNA測序儀、分子診斷等POCT設(shè)備上，也能找到派克精密流體控制解決方案的身影?；谪S富的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)和系統(tǒng)集成能力，派克正通過旗下前沿的產(chǎn)品以及定制化解決方案，幫助客戶設(shè)計(jì)理想的流體系統(tǒng)，打造更加精準(zhǔn)可靠的POCT設(shè)備，守護(hù)人們的生命健康！
