精密流體控制技術賦能POCT
2024-09-20 14:54:50
每到流感季，醫院常常人滿為患，檢驗科更是首當其沖。如何快速鑒別病原體類型，為早期診治決策提供重要依據？近年來，融合微流控技術的 POCT（即時檢測）設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果，POCT設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設備設計工程師面臨的需求與挑戰，憑借精密流體力學領域和生命科學市場積累的豐富經驗，正在為行業提供可靠、精準的解決方案，協力守護人們的健康。
壓力驅動流量
POCT 設備將微流控、 生物化學分析、免疫學和傳感技術等多種技術結合起來，相當于將一個大型檢測實驗室“裝”進便攜式設備。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、加入試劑引發化學反應，或有針對性地標記特定生物標志物。POCT設備通過光學或電化學傳感器去測量這些結果，從而判斷目標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設備檢測結果準確性和精度的關鍵因素之一。其中，通過壓力驅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，進而讓壓力源和控制元件與液體介質之間實現隔離。
采用這一控制方法的 POCT 系統，包含壓力源、壓力控制器和控制閥、儀器電子設備等主要子系統。
壓力源對于確保精準、一致的液體流速至關重要；
壓力控制器和控制閥用于精確控制氣體的流量和方向，驅動流體流動；
儀器電子設備則用于控制這兩個子系統以及整個系統中的其他電子設備。
任何相關的故障或缺陷都可能導致檢測結果不可靠、處理量減少等問題。
精密流體技術賦能行業發展
設計POCT設備時，選擇合適的合作伙伴可以加速研發及產品上市時間。派克在過去幾十年為生命科學市場提供大量尺寸小、重量輕、集成化的系統解決方案，旗下產品廣泛，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或組件的預組裝與測試，以滿足POCT設備應用需求。
對POCT 設備的壓力驅動流量控制系統而言，典型的系統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
工作壓力通常為 0.1-5 psi，適用于微流體等應用；
中壓系統
工作壓力通常為 5-50 psi，適用于免疫測定等應用；
高壓系統
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 設備提供所需的氣體壓力，通過壓力驅動液體流量確保可靠性和一致的流體控制，大幅減少設備意外停機時間，降低客戶整體成本和運營成本。
新型無刷直流電機適用于中低壓POCT應用，Helix 搖擺式活塞泵則是中高壓POCT應用的不錯選擇。與其他泵技術相比，搖擺式活塞泵是一種無油壓縮機，能夠在壓力下實現高流量。該活塞泵具有一流的壓力能力和較小的尺寸，在不同的海拔環境下性能表現穩定。
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，讓氣體壓力保持穩定。容納試劑和反應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、設計精準并具備良好的化學兼容性。 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，適合尺寸緊湊的設備。當樣本和試劑流經 POCT 封裝芯片內不同的反應室時，高精度的流體控制不可少。 X-valve、MX 系列閥以及 VSO®LowPro 等高品質微型電磁閥和比例閥，通過開關、分流或按不同比例調節流量/壓力來實現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，派克針對壓力驅動流量控制的精密流體解決方案在數字PCR等POCT設備上得到成功應用，受到客戶肯定與認可。此外，通過攜手國內外行業前沿的設備制造商，在單細胞RNA測序儀、單細胞DNA測序儀、分子診斷等POCT設備上，也能找到派克精密流體控制解決方案的身影。基于豐富的行業經驗和系統集成能力，派克正通過旗下前沿的產品以及定制化解決方案，幫助客戶設計理想的流體系統，打造更加精準可靠的POCT設備，守護人們的生命健康！
