在體外診斷（IVD）領(lǐng)域，流路系統(tǒng)（Fluidic System）無疑是承載和運(yùn)送檢測(cè)試劑的精密系統(tǒng)。它如同人體的血管網(wǎng)絡(luò)，負(fù)責(zé)精確地驅(qū)動(dòng)、控制和傳輸樣本與試劑，確保每一步生化反應(yīng)都在嚴(yán)格受控的條件下發(fā)生。一個(gè)設(shè)計(jì)精良的流路系統(tǒng)是保證檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性、重復(fù)性和可靠性的基石。本文將深入剖析構(gòu)成這一復(fù)雜系統(tǒng)的核心組件。

流路系統(tǒng)的核心使命

流路系統(tǒng)的根本任務(wù)是自動(dòng)化執(zhí)行一系列復(fù)雜的液體處理步驟，包括：

• 驅(qū)動(dòng)（Drive）：為液體流動(dòng)提供動(dòng)力。

• 控制（Control）：精確切換流體路徑，控制啟停。

• 傳輸（Transport）：將液體從一點(diǎn)輸送到另一點(diǎn)。

• 處理（Process）：完成混合、孵育、清洗等關(guān)鍵生化反應(yīng)步驟。

為了完成這些使命，系統(tǒng)由以下幾類高度專業(yè)化的核心組件構(gòu)成。

一、 動(dòng)力之源：泵與驅(qū)動(dòng)單元

泵是流路系統(tǒng)的“心臟”，為所有液體移動(dòng)提供原始動(dòng)力。根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景的精度和流量要求，主要分為以下幾種：

• 注射泵 (Syringe Pump)：

• 原理與功能：通過步進(jìn)電機(jī)精確控制絲桿，推動(dòng)注射器活塞進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)納升級(jí)（nL）到毫升級(jí)（mL）的超高精度液體吸排。

• 核心應(yīng)用：樣本和試劑的精確定量、稀釋和分配。它是保證化學(xué)發(fā)光、ELISA等免疫分析方法重復(fù)性（CV值）的關(guān)鍵。

• 蠕動(dòng)泵 (Peristaltic Pump)：

• 原理與功能：通過滾輪交替擠壓和釋放一段柔性軟管，將液體向前推進(jìn)。其優(yōu)勢(shì)是流體封閉在管路內(nèi)，不與泵體直接接觸，有效避免了交叉污染。

• 核心應(yīng)用：大容量試劑的輸送、系統(tǒng)管路的填充與排空、以及廢液的穩(wěn)定排出。

• 隔膜泵 (Diaphragm Pump)：

• 原理與功能：通過機(jī)械驅(qū)動(dòng)使隔膜往復(fù)運(yùn)動(dòng)，改變泵腔容積來吸入和排出流體。它既可用于輸送液體，也可用于輸送氣體，常用來為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的正壓或負(fù)壓。

• 核心應(yīng)用：為系統(tǒng)提供氣源動(dòng)力、真空抽濾、以及驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)閥門。

二、 智慧中樞：閥門與流路控制

如果泵是心臟，那么閥門就是控制血流方向的“瓣膜”和“開關(guān)”，是流路系統(tǒng)的智慧中樞。

• 電磁閥 (Solenoid Valve)：

• 功能：利用電磁力實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)的快速開關(guān)，控制流體的通斷或改變流向。根據(jù)通道數(shù)量，分為二通（開關(guān)）、三通（切換）等。

• 關(guān)鍵考量：閥體材料（如PTFE、PEEK）需具備高的化學(xué)惰性；內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需最小化死體積，防止試劑殘留。

• 旋轉(zhuǎn)閥 (Rotary Valve)：

• 功能：也稱多通道選擇閥，通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)帶有精密通道的閥芯旋轉(zhuǎn)，可在多個(gè)（通常是6個(gè)以上）端口之間進(jìn)行精確切換。

• 核心應(yīng)用：在復(fù)雜的流路系統(tǒng)中，一個(gè)旋轉(zhuǎn)閥可以替代多個(gè)電磁閥，極大地簡(jiǎn)化了流路設(shè)計(jì)，減少了管路連接點(diǎn)和潛在的泄漏風(fēng)險(xiǎn)。

• 夾管閥 (Pinch Valve)：

• 功能：通過機(jī)械裝置擠壓一段軟管來實(shí)現(xiàn)流路的通斷。其優(yōu)點(diǎn)與蠕動(dòng)泵類似，流體隔離，是實(shí)現(xiàn)無菌或高純度流體控制的理想選擇。

• 核心應(yīng)用：常用于生物反應(yīng)器、細(xì)胞培養(yǎng)或?qū)徊嫖廴疽髽O為苛刻的分子診斷系統(tǒng)中。

三、 傳輸網(wǎng)絡(luò)：管路、流路板與探針

這些組件構(gòu)成了流體流動(dòng)的“血管”和執(zhí)行操作的“手臂”。

• 管路 (Tubing)：

• 選材：PTFE（特氟龍）和PEEK（聚醚醚酮）管路因其化學(xué)穩(wěn)定性和低吸附性，成為傳輸試劑和樣本的合適選擇。而硅膠（Silicone）等軟管則因其柔韌性，主要用于蠕動(dòng)泵或需要彎曲連接的部位。

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• 流路板 (Manifold)：

• 概念：這是現(xiàn)代IVD設(shè)備流路設(shè)計(jì)的核心趨勢(shì)。它將原本由大量管路和接頭連接的多個(gè)閥門和通道，通過精密加工技術(shù)集成在一塊高分子材料（如亞克力PMMA）板上。

• 巨大優(yōu)勢(shì)：

1. 高度集成：使系統(tǒng)更緊湊、更可靠。

2. 減少死體積：優(yōu)化的內(nèi)部流道設(shè)計(jì)遠(yuǎn)勝于傳統(tǒng)接頭。

3. 杜絕泄漏：大幅減少外部連接點(diǎn)。

4. 簡(jiǎn)化生產(chǎn)：便于自動(dòng)化裝配，提高生產(chǎn)效率。

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• 探針/吸頭 (Probes/Tips)：

• 功能：直接與液體接觸，執(zhí)行吸液和排液動(dòng)作?？芍貜?fù)使用的探針需要配備高效的內(nèi)外壁清洗模塊（Wash Station）來防止交叉污染。而一次性吸頭（Disposable Tips）則從根本上解決了污染問題，廣泛用于高通量和分子診斷設(shè)備中。

四、 感知系統(tǒng)：傳感器

傳感器是流路系統(tǒng)的“眼睛”和“神經(jīng)”，確保每一個(gè)動(dòng)作都準(zhǔn)確無誤。

• 液面?zhèn)鞲衅?(Liquid Level Sensor)：通過壓力、電容或光學(xué)原理探測(cè)到液面，實(shí)現(xiàn)探針的精準(zhǔn)下降和吸液，防止吸空或探針碰撞。

• 氣泡傳感器 (Bubble Sensor)：用于檢測(cè)管路中是否存在氣泡，防止因氣泡導(dǎo)致的定量不準(zhǔn)。

• 壓力傳感器 (Pressure Sensor)：實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)壓力，可用于診斷管路堵塞、泄漏等故障。

結(jié)論

IVD設(shè)備的流路系統(tǒng)是一個(gè)由多個(gè)精密組件協(xié)同工作的微觀生態(tài)系統(tǒng)。從提供動(dòng)力的泵，到精準(zhǔn)控制的閥，再到高效傳輸?shù)牧髀钒澹恳粋€(gè)環(huán)節(jié)的性能都直接決定了最終診斷結(jié)果的質(zhì)量。隨著診斷技術(shù)向著更高通量、更高靈敏度和即時(shí)化（POCT）發(fā)展，對(duì)這些核心組件的微型化、集成化和智能化的要求也與日俱增。

精準(zhǔn)流體的實(shí)現(xiàn)者：Kamoer（卡默爾）

在IVD流路系統(tǒng)的精密世界里，選擇一個(gè)可靠的組件供應(yīng)商至關(guān)重要。Kamoer--卡川爾流體科技（上海）有限公司正是一家專注于為生命科學(xué)、體外診斷和醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域提供精密流體解決方案的專業(yè)制造商。

Kamoer深刻理解IVD設(shè)備對(duì)流路系統(tǒng)的嚴(yán)苛要求，并提供涵蓋上述核心組件：

• 精密泵系列：包括高精度注射泵、長(zhǎng)壽命蠕動(dòng)泵、以及用于系統(tǒng)加壓的隔膜泵，滿足從微量加樣到大容量傳輸?shù)母鞣N需求。

• 流體閥系列：提供具有優(yōu)異化學(xué)兼容性的多規(guī)格電磁閥、多通道旋轉(zhuǎn)閥和夾管閥，助力實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的流路切換與控制。

• 配套組件：同時(shí)提供各類管路、接頭等全套流路配件。

無論是為新一代IVD設(shè)備尋找單個(gè)高性能組件，還是尋求一套完整的定制化流路解決方案，Kamoer都能憑借其深厚的技術(shù)積累和全面的產(chǎn)品組合，成為您值得信賴的合作伙伴。