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微量移液泵阅读:44

微量移液泵是一种能够精确、可重复地输送或抽取极小体积液体的精密泵。它广泛应用于需要高精度液体操作的实验室、医疗和工业自动化领域。

核心特点

  1.高精度与高重复性:这是微量移液泵最核心的特点。它能确保每次输送的液体体积误差极小,保证实验或操作结果的可靠性和一致性。

  2.小流量/小体积:专为处理微量液体设计,流量范围通常在微升级别,甚至更低。

  3.可控性强:可以通过程序精确控制液体的输送量、流速、输送次数和方向(正向/反向)。

  4.类型多样:根据工作原理不同,有多种类型,适用于不同的液体特性和应用需求。

工作原理

  微量移液泵通过不同的机械方式产生精确的容积变化来输送液体,主要工作原理如下:

  1.蠕动泵:利用一组滚轮或压块依次挤压安装在泵壳内的柔性软管。滚轮向前滚动时,挤压软管使其中的液体向前移动;滚轮离开后,软管依靠自身的弹性恢复原状,产生负压吸入后续液体。液体被“困”在滚轮之间的软管段内,随滚轮的滚动而被向前推送。

  2.注射泵:通过高精度电机驱动活塞在注射器筒内进行直线运动。活塞后退时,注射器内产生负压,通过管路吸入液体;活塞前进时,推动液体从注射器前端精确排出。输送的液体体积由活塞移动的距离和注射器的内径精确决定。

  3.柱塞泵:由精密电机驱动柱塞在泵腔内做往复运动。当柱塞后退时,泵腔容积增大,入口单向阀打开,出口单向阀关闭,液体被吸入泵腔;当柱塞前进时,泵腔容积减小,入口单向阀关闭,出口单向阀打开,液体被加压推出。通过精确控制柱塞的行程和速度来控制流量。

  4.隔膜泵:电机驱动机械装置(如凸轮、连杆)使泵腔内的弹性隔膜做往复弯曲运动。隔膜向后弯曲时,泵腔容积增大,入口单向阀打开,液体被吸入;隔膜向前弯曲时,泵腔容积减小,出口单向阀打开,液体被压出。液体与驱动部件被隔膜完全隔离。

安装步骤

  一、安装前的准备与检查

  1.环境适配性评估

  选择平稳无振动的操作台面,远离离心机、涡旋仪等产生机械震动的设备,防止影响泵体精度。

  确保环境温度控制在1530℃,湿度<80%,避免冷凝水侵入电路或腐蚀金属部件。

  提前规划气路/管路布局,预留足够空间便于后期维护与检修。

  2.开箱验收与清点

  对照装箱单核查主机、电源线、硅胶管、过滤器、废液瓶等配件完整性。

  检查泵头是否有运输损伤,活塞杆移动是否顺滑,若有卡顿需立即联系供应商更换。

  确认所购型号与实验需求匹配(如量程范围、通道数量、耐腐蚀等级)。

  二、核心安装步骤与技术规范

  1.物理固定与姿态调整

  使用M4螺丝将泵体稳固于防震支架,避免因自重下垂导致管路扭曲。

  调节泵头角度至水平状态,确保液体靠重力自然流入吸液口,减少气泡产生风险。

  2.管路系统的科学搭建

  管材选型:优先选用铂固化硅胶管(耐高压且化学惰性好),内径误差≤±0.1mm以保证流量稳定性。

  无菌要求场景:采用一次性灭菌级PTFE管路,配合热封连接器杜绝生物污染。

  接头紧固技巧:采用双螺母对称施力法,先用手指预拧至轻微阻力,再用扳手追加1/4圈,既防漏又避免压扁管路。

  3.驱动单元的电气连接

  严格按说明书色标对接电源线,地线必须可靠接地(接地电阻<4Ω)。

  初次通电前摘除所有防护盖,观察指示灯状态是否正常,异常闪烁需立即断电排查。

  多通道泵需单独布线,避免信号干扰导致步进电机失步。

  三、关键注意事项与质量验证

  高风险规避要点

  静电防护:操作前触摸接地铁杆释放人体静电,禁止在铺有化纤地毯的环境中直接操作。

  冷启动禁忌:新装泵头严禁干转,需注入缓冲液(如PBS)浸润密封圈后再运行。

  压力阈值控制:背压阀预设值不得超过泵体额定压力的80%,超压会导致密封圈快速老化。

  性能验证三步法

  1.密封性测试:关闭出口阀门,启动最大转速持续10分钟,观察压力表波动应<5%FS。

  2.线性度校验:用电子天平称量不同转速下的出水质量,绘制流量转速曲线,R2值应>0.999。

  3.残留量检测:吸入荧光素溶液后排空,紫外灯下检查泵腔残留,合格品应无可见荧光痕迹。

  四、长效运维建议

  建立《设备日志》记录累计运行时长,每500小时更换磨损件(如O型圈、宝石轴承)。

  长期不用时保存于干燥柜,每月空转10分钟防止液压油凝固。

  接触强酸/碱后执行深度清洗程序:先用纯水冲洗→2%NaOH浸泡→去离子水漂洗→氮气吹干。

维护保养

  1.日常维护

  清洁表面:每次使用后,用干净、柔软的布擦拭泵体表面,清除灰尘、液体溅出物或污渍,保持设备清洁。

  检查管路:检查连接管路是否有扭曲、压扁、老化、裂纹或渗漏。确保管路连接牢固。

  检查单向阀(柱塞泵/隔膜泵):观察泵运行时是否有异常噪音或流量不稳,这可能是单向阀堵塞或损坏的迹象。必要时按规程清洗或更换。

  检查软管(蠕动泵):检查软管是否有磨损、压痕、开裂或弹性下降。软管是易损件,需定期更换。

  2.定期维护

  更换易损件:

  蠕动泵软管:根据使用频率、液体性质(腐蚀性、粘稠度)和厂家建议,定期更换软管。这是蠕动泵最重要的维护项目。

  单向阀(柱塞泵/隔膜泵):定期拆卸、清洗单向阀,清除可能堵塞的微小颗粒。根据磨损情况及时更换。

  隔膜(隔膜泵):隔膜是关键部件,需定期检查其完整性,如有穿孔或老化需立即更换。

  密封圈/垫片:检查泵头、接头处的密封圈,防止泄漏。

  润滑:对于需要润滑的部件(如蠕动泵的滚轮轴、某些泵的传动机构),按照说明书要求,使用指定的润滑油或润滑脂进行定期润滑,减少磨损。

  清洗管路和泵腔:

  在更换不同液体或长时间停用前,用适当的溶剂(如去离子水、乙醇等,需确认与管路/泵腔材质兼容)冲洗整个流路,防止液体残留、结晶或滋生微生物。

  对于柱塞泵,可进行“反冲”操作清洗泵腔。

  校准:至关重要!定期(如每年一次或根据使用频率)对泵的流量和体积进行校准,以验证其精度是否符合要求。可使用高精度天平称量一定时间内的液体输出量来进行校准。

  3.使用注意事项(也是保养的一部分)

  避免空转:除特殊设计外,大多数泵(尤其是柱塞泵、隔膜泵)应避免在无液体状态下长时间运行,以免损坏密封件或泵腔。

  避免超压:确保管路畅通,出口无堵塞,防止泵因超压而损坏。

  匹配液体:确保所输送的液体与泵的接触材料(软管、泵腔、密封件)兼容,防止腐蚀或溶胀。

  正确安装:软管在蠕动泵泵头内安装要平整、无扭曲;管路连接要牢固、无泄漏。

  环境:将泵放置在清洁、干燥、通风良好、温度适宜的环境中,避免灰尘、震动和腐蚀性气体。

  4.长期停用

  彻底清洗流路,用惰性溶剂(如乙醇)冲洗并吹干。

  取下软管(蠕动泵)或排空液体(其他泵)。

  将泵存放在干燥、无尘的地方。

应用领域

  1.生命科学与生物技术:PCR仪、DNA测序、细胞分选、微阵列点样、自动液体处理工作站。

  2.分析化学:气相色谱(GC)、液相色谱(HPLC/UPLC)的流动相输送和进样。

  3.医疗与制药:输液泵、胰岛素泵、药物筛选、实验室自动化。

  4.微流控技术:为微流控芯片提供精确、稳定的流体驱动。

  5.工业过程控制:精确添加试剂、润滑剂、染料等。

  6.环境监测:自动水质采样、试剂添加。

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