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精密流體控制技術(shù)賦能POCT

每到流感季,醫(yī)院常常人滿為患,檢驗科更是首當(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,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)于將一個大型檢測實驗室“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)動流體流動; 

儀器電子設(shè)備則用于控制這兩個子系統(tǒng)以及整個系統(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POCT設(shè)備時,選擇合適的合作伙伴可以加速研發(fā)及產(chǎn)品上市時間。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,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/壓力來實現(xiàn)整個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!

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