实验室液体准确输送的秘密—计量泵

文/ Christian Lüttmann

计量泵能够精准地输送液体 // 不同的计量泵有着不同的适应领域，什么才是一台“好”的计量泵？实验室要如何选择计量泵？本文向您介绍一些计量泵的基础知识。

处理液体是实验室工作中的重要组成部分。这里的重要工作指的是将液体从实验室的一个地方转移到另外一个地方。除了手动移液之外，自动/半自动移液也是最常见的移动液体的方式方法。在自动/半自动移液过程中，软件控制的计量泵确保了将所需数量的液体试剂移送到反应容器中去。

什么是一台“好”的计量泵？

实验室工作的重点是准确性和可重复再现性，计量泵的生产厂家们一直将这两点作为其产品优化改进的重要因素,见图1。根据计量泵的具体型号，计量泵应能完成从1 mL到最小1 μL的移液。这些移液器的计量精度通常都在百分之一到百分之二的范围内。

图1 重复精度是对实验室用计量泵提出的核心要求

一台计量泵究竟是“好”还是“坏”，应该取决于它预期的使用情况，在实验室的许多工作中根本不需要微升级的输液，一台计量精度为0.1 mL的计量泵就完全足够应付日常使用了，因为计量泵设计时其型号、规格和技术参数必须考虑预期的应用。

在实验室输送具有腐蚀性的液体时必须格外小心，所有与腐蚀性液体介质相互接触的零部件都必须具有相应的耐腐蚀能力。最简单就是只是管道与腐蚀性液体介质相互接触，蠕动泵就是这种形式。这也是为什么蠕动泵是实验室最常用的计量泵的原因之一了。

蠕动泵或是偏心螺杆泵？

蠕动泵柔性的软管插入圆形的泵壳中，泵中的辊子在软管上滚动。在辊子的挤压作用下，软管中的液体介质被推动，类似于用两个手指挤压牙膏管将牙膏挤出去一样。因为没有其他泵零件与液体介质相互接触，使得蠕动泵的维护保养成本极低。用耐腐蚀材料制作的软管输送腐蚀性介质液体，蠕动泵的维护保养只需要检查和更换软管即可。如果对液体输送过程有很高的纯净度要求，需要用专门的检测方法检查软管的清洁程度，避免交叉污染。原则上，蠕动泵使用的软管可以用清洁水或者合适的清洗液进行清洗。

如果被输送的液体介质非常粘稠时，蠕动泵马上就显得力不从心了。输送高粘稠液体介质时建议使用偏心螺杆泵，偏心螺杆泵即在泵内只有一根螺杆，通常将偏心螺杆泵的螺杆称为转子，螺杆衬套称为定子，由外界动力源驱动的转子和定子相啮合，构成将吸入腔和排出腔相隔开的密封腔，使泵能有效地工作。这种泵的原理确保了无脉动输送高粘稠的液体介质，因此比蠕动泵能够更加均匀的输送高粘稠液体。

不要忽略管道

永远不要孤立的看待计量泵，与其相连的管道也是计量泵系统的一个重要组成部分，而且常常是产生错误的来源，例如，计量泵输入管道的直径选择的偏小，气体就会从液体中逸出形成气蚀，从而使得计量泵的计量结果失真，出现计量值偏差，严重的时候会导致整个产品研发失败或者整个生产批次的产品都无法使用。计量泵的输出管道尺寸比例也要合适，如果输出侧的管道直径偏大，则几乎无法进行精确的最小量计量。

应用程序和远程监控—计量泵的“软技能”

简单、直观的操作对实验室设备的通用性来讲是非常重要的，因此，实验设备的制造商们都开发了使用起来非常直观的用户界面，实验人员自己在现场就可以直接进行计量泵的控制。用于菜单操作和计量泵系统控制的触摸屏已经成为许多产品的标准配置，有些计量泵还设置了识别和纠正错误的编程助手。未来，实验室设备的网络化的发展趋势会越来越明显，也会越来越超前，使用智能手机在家里就可以对实验室进行远程遥控和远程监控，这也将进一步的简化计量泵在实验室中的操作流程，减轻实验人员的工作量。

理想的计量泵概述

选择合适的计量泵需要考虑多方面因素。决定性因素是计量泵的输送能力和计量泵的精度。通常情况下，基本型计量泵辅之以合适的泵头、驱动装置和特殊的软管就可以满足实验室使用。实验室也可以根据自身实验需求调整最佳配置，最好直接与计量泵生产厂家联系，就具体的计量任务定制化地选择最佳的计量泵解决方案。