精密流体控制技术赋能POCT
2023-09-20 14:54:50
每到流感季，医院常常人满为患，检验科更是首当其冲。如何快速鉴别病原体类型，为早期诊治决策提供重要依据？近年来，融合微流控技术的 POCT（即时检测）设备正在成为破解这一难题的“钥匙”之一。
然而，要获取快速可靠的检测结果，POCT设备离不开精密流体控制解决方案的加持。派克汉尼汾（以下简称 “派克”）深知POCT设备设计工程师面临的需求与挑战，凭借精密流体力学领域和生命科学市场积累的丰富经验，正在为行业提供可靠、精准的解决方案，协力守护人们的健康。
压力驱动流量
POCT 设备将微流控、 生物化学分析、免疫学和传感技术等多种技术结合起来，相当于将一个大型检测实验室“装”进便携式设备。采集的血液、唾液或尿液等样本一旦放入仪器或一次性检测盒，样本处理随即开始。不同检测项目的样本处理过程会有所不同，可能涉及成分的分离、加入试剂引发化学反应，或有针对性地标记特定生物标志物。POCT设备通过光学或电化学传感器去测量这些结果，从而判断目标分析物是否存在或确定浓度。
和试剂以何种方式通过检测盒或面板，是影响POCT设备检测结果准确性和精度的关键因素之一。其中，通过压力驱动流量的控制方式就是常见方式之一，它通过直接在流体上或通过膜（与液体隔离）施加气体（通常是空气）压力来控制液体流量，进而让压力源和控制元件与液体介质之间实现隔离。
采用这一控制方法的 POCT 系统，包含压力源、压力控制器和控制阀、仪器电子设备等主要子系统。
压力源对于确保精准、一致的液体流速至关重要；
压力控制器和控制阀用于精确控制气体的流量和方向，驱动流体流动；
仪器电子设备则用于控制这两个子系统以及整个系统中的其他电子设备。
任何相关的故障或缺陷都可能导致检测结果不可靠、处理量减少等问题。
精密流体技术赋能行业发展
设计POCT设备时，选择合适的合作伙伴可以加速研发及产品上市时间。派克在过去几十年为生命科学市场提供大量尺寸小、重量轻、集成化的系统解决方案，旗下产品广泛，涵盖微型泵、微型比例阀、微型电磁阀等精密流体解决方案，并能提供整套流体子系统或组件的预组装与测试，以满足POCT设备应用需求。
对POCT 设备的压力驱动流量控制系统而言，典型的系统压力范围会因具体检测及检测的液体类型而有所不同。
低压系统
工作压力通常为 0.1-5 psi，适用于微流体等应用；
中压系统
工作压力通常为 5-50 psi，适用于免疫测定等应用；
高压系统
工作压力通常为 50-200 psi，一般用于微流体样本制备或液滴分析。
派克旗下的隔膜泵和摇摆式活塞泵可为 POCT 设备提供所需的气体压力，通过压力驱动液体流量确保可靠性和一致的流体控制，大幅减少设备意外停机时间，降低客户整体成本和运营成本。
新型无刷直流电机适用于中低压POCT应用，Helix 摇摆式活塞泵则是中高压POCT应用的不错选择。与其他泵技术相比，摇摆式活塞泵是一种无油压缩机，能够在压力下实现高流量。该活塞泵具有一流的压力能力和较小的尺寸，在不同的海拔环境下性能表现稳定。
Helix 微型活塞泵
电子压力控制器（EPC）可用于精确控制气体压力，让气体压力保持稳定。容纳试剂和反应物的封装芯片里还需泵、阀这类高性能微型组件，这些组件必须耐用、设计精准并具备良好的化学兼容性。 8mm X-valve 与 7mm C7 插装阀是微型元器件的代表，其性能可与大型阀媲美但体积更小，适合尺寸紧凑的设备。当样本和试剂流经 POCT 封装芯片内不同的反应室时，高精度的流体控制不可少。 X-valve、MX 系列阀以及 VSO®LowPro 等高品质微型电磁阀和比例阀，通过开关、分流或按不同比例调节流量/压力来实现整个检测过程的精密控制。
X-valve微型电磁阀
VSO® LowPro 微型比例阀
目前，派克针对压力驱动流量控制的精密流体解决方案在数字PCR等POCT设备上得到成功应用，受到客户肯定与认可。此外，通过携手国内外行业前沿的设备制造商，在单细胞RNA测序仪、单细胞DNA测序仪、分子诊断等POCT设备上，也能找到派克精密流体控制解决方案的身影。基于丰富的行业经验和系统集成能力，派克正通过旗下前沿的产品以及定制化解决方案，帮助客户设计理想的流体系统，打造更加精准可靠的POCT设备，守护人们的生命健康！
