實驗室液體準確輸送的秘密—計量泵

文/ Christian Lüttmann

計量泵能夠精準地輸送液體 // 不同的計量泵有著不同的適應領域，什么才是一臺“好”的計量泵？實驗室要如何選擇計量泵？本文向您介紹一些計量泵的基礎知識。

處理液體是實驗室工作中的重要組成部分。這里的重要工作指的是將液體從實驗室的一個地方轉移到另外一個地方。除了手動移液之外，自動/半自動移液也是最常見的移動液體的方式方法。在自動/半自動移液過程中，軟件控制的計量泵確保了將所需數量的液體試劑移送到反應容器中去。

什么是一臺“好”的計量泵？

實驗室工作的重點是準確性和可重復再現性，計量泵的生產廠家們一直將這兩點作為其產品優化改進的重要因素,見圖1。根據計量泵的具體型號，計量泵應能完成從1 mL到最小1 μL的移液。這些移液器的計量精度通常都在百分之一到百分之二的范圍內。

圖1 重復精度是對實驗室用計量泵提出的核心要求

一臺計量泵究竟是“好”還是“壞”，應該取決于它預期的使用情況，在實驗室的許多工作中根本不需要微升級的輸液，一臺計量精度為0.1 mL的計量泵就完全足夠應付日常使用了，因為計量泵設計時其型號、規格和技術參數必須考慮預期的應用。

在實驗室輸送具有腐蝕性的液體時必須格外小心，所有與腐蝕性液體介質相互接觸的零部件都必須具有相應的耐腐蝕能力。最簡單就是只是管道與腐蝕性液體介質相互接觸，蠕動泵就是這種形式。這也是為什么蠕動泵是實驗室最常用的計量泵的原因之一了。

蠕動泵或是偏心螺桿泵？

蠕動泵柔性的軟管插入圓形的泵殼中，泵中的輥子在軟管上滾動。在輥子的擠壓作用下，軟管中的液體介質被推動，類似于用兩個手指擠壓牙膏管將牙膏擠出去一樣。因為沒有其他泵零件與液體介質相互接觸，使得蠕動泵的維護保養成本極低。用耐腐蝕材料制作的軟管輸送腐蝕性介質液體，蠕動泵的維護保養只需要檢查和更換軟管即可。如果對液體輸送過程有很高的純凈度要求，需要用專門的檢測方法檢查軟管的清潔程度，避免交叉污染。原則上，蠕動泵使用的軟管可以用清潔水或者合適的清洗液進行清洗。

如果被輸送的液體介質非常粘稠時，蠕動泵馬上就顯得力不從心了。輸送高粘稠液體介質時建議使用偏心螺桿泵，偏心螺桿泵即在泵內只有一根螺桿，通常將偏心螺桿泵的螺桿稱為轉子，螺桿襯套稱為定子，由外界動力源驅動的轉子和定子相嚙合，構成將吸入腔和排出腔相隔開的密封腔，使泵能有效地工作。這種泵的原理確保了無脈動輸送高粘稠的液體介質，因此比蠕動泵能夠更加均勻的輸送高粘稠液體。

不要忽略管道

永遠不要孤立的看待計量泵，與其相連的管道也是計量泵系統的一個重要組成部分，而且常常是產生錯誤的來源，例如，計量泵輸入管道的直徑選擇的偏小，氣體就會從液體中逸出形成氣蝕，從而使得計量泵的計量結果失真，出現計量值偏差，嚴重的時候會導致整個產品研發失敗或者整個生產批次的產品都無法使用。計量泵的輸出管道尺寸比例也要合適，如果輸出側的管道直徑偏大，則幾乎無法進行精確的最小量計量。

應用程序和遠程監控—計量泵的“軟技能”

簡單、直觀的操作對實驗室設備的通用性來講是非常重要的，因此，實驗設備的制造商們都開發了使用起來非常直觀的用戶界面，實驗人員自己在現場就可以直接進行計量泵的控制。用于菜單操作和計量泵系統控制的觸摸屏已經成為許多產品的標準配置，有些計量泵還設置了識別和糾正錯誤的編程助手。未來，實驗室設備的網絡化的發展趨勢會越來越明顯，也會越來越超前，使用智能手機在家里就可以對實驗室進行遠程遙控和遠程監控，這也將進一步的簡化計量泵在實驗室中的操作流程，減輕實驗人員的工作量。

理想的計量泵概述

選擇合適的計量泵需要考慮多方面因素。決定性因素是計量泵的輸送能力和計量泵的精度。通常情況下，基本型計量泵輔之以合適的泵頭、驅動裝置和特殊的軟管就可以滿足實驗室使用。實驗室也可以根據自身實驗需求調整最佳配置，最好直接與計量泵生產廠家聯系，就具體的計量任務定制化地選擇最佳的計量泵解決方案。