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一、液路系统概述

赛默飞洗板机5165000（Thermo Scientific Wellwash 1×8）是一款专为ELISA及其他微孔板清洗应用设计的高精度自动化仪器。该设备的核心功能依赖于其先进的液路系统（Liquid Path System），该系统由清洗液储存、分配、吸排、废液收集及防污染等环节构成，是实现高精度、低残液清洗的关键结构。

液路系统的总体设计遵循“密封、防腐、精准、自动”的原则，采用聚四氟乙烯（PTFE）和高密度聚乙烯（HDPE）等耐腐蚀材料构建，确保可兼容多种缓冲液、蒸馏水及含表面活性剂的洗液。其内部流道平滑、体积小、响应快，可在极短时间内完成液体的吸排循环，最大限度减少死体积与气泡干扰。

二、液路系统的组成结构

液路系统主要由以下六个部分构成：

1. 清洗液储液单元（Wash Bottle Assembly）

2. 液体分配与压力控制单元（Dispensing Module）

3. 喷针输送组件（Manifold and Nozzle Assembly）

4. 吸液与负压系统（Vacuum Aspiration Module）

5. 废液收集与监控单元（Waste Bottle Assembly）

6. 防回流与安全阀系统（Non-Return and Safety Valve Unit）

这些部分通过特氟龙管路与精密接头连接，形成闭环式液体通道，从而保证整个系统在正压与负压条件下均能保持稳定、无泄漏的状态。

三、清洗液储液单元

1. 结构与材质

清洗液储液单元由两个独立的洗液瓶组成，分别对应A通道与B通道。

• 每个瓶体容量为2000 mL；

• 材质为高密度聚乙烯（HDPE），耐压、耐酸碱；

• 瓶盖采用双层密封结构，配有快插接口与排气孔。

2. 功能与作用

双通道结构允许用户在一次清洗过程中使用两种不同类型的洗液。例如：

• 通道A：PBS或蒸馏水用于常规清洗；

• 通道B：含Tween缓冲液或去离子水用于最后漂洗。

系统可在运行过程中自动切换通道，完成多阶段洗涤程序。

3. 液体流向原理

洗液在隔膜泵的正压驱动下，经管路进入喷针分配组件，均匀分配至每个孔位。液体使用完后，管路内残余部分通过“反向吸液”被抽回，避免交叉污染。

四、液体分配与压力控制单元

液体分配模块是液路系统的核心动力部分。其主要功能是控制清洗液体积、流速及分配精度。

1. 泵体结构

• 类型：双向隔膜泵（Double Diaphragm Pump）

• 材质：PTFE膜片与不锈钢泵壳

• 工作方式：一侧推动洗液注入，另一侧形成负压回吸

• 压力范围：0.05–0.5 MPa（可自动调节）

2. 流量控制

泵体内部设有精密阀门组，用以控制流量分配。

• 注液量精度：±2%

• 响应延迟时间：<50毫秒

• 泵频率可变，适应不同清洗速度需求

3. 运行逻辑

液体分配依靠主控芯片的程序信号驱动：

1. 当系统接收“注液”命令时，电磁阀开启，隔膜泵施加正压；

2. 液体经管道流向喷针，完成分配；

3. 分配结束后，阀门关闭，负压吸液系统启动，抽走残余液体。

这种“正压分配+负压吸液”组合模式，使5165000的清洗精度和速度均高于传统单泵结构洗板机。

五、喷针输送组件

1. 洗头设计

喷针组件采用1×8通道结构，对应96孔板的每一列。喷针材质为316L医用不锈钢，表面经特氟龙防腐处理，抗盐蚀性强。

2. 喷针排列与间距

• 间距：9.0 mm（标准96孔间距）

• 长度：70 mm

• 内径：0.6 mm

• 外径：1.2 mm

3. 液体分配方式

液体经分配模块进入洗头，通过内部分流腔体平均分配到8个喷针，确保流速一致。每根喷针的出液压力经过校准，可在±1%范围内保持恒定。

4. 防堵与清洁功能

喷针端口采用倒锥形设计，可有效防止气泡滞留；设备还支持自动针头冲洗模式，使用蒸馏水循环清洁喷针内部，避免盐结晶或蛋白沉积堵塞。

六、吸液与负压系统

1. 工作原理

负压系统通过真空泵产生吸力，将孔中残液抽出，经废液管输送至废液瓶。吸液时间与真空强度可根据液体性质调整。

2. 结构组成

• 真空泵：隔膜式低噪音泵

• 压力调节阀：控制吸力强度

• 吸液管路：PTFE材质，内径1.5 mm

• 单向止液阀：防止废液回流

3. 吸液性能

• 吸液精度：≤±1%

• 每孔残液量：<1 μL

• 吸液速度：30–150 μL/s（可调）

• 最大负压：-60 kPa

4. 特殊模式

• 重复吸液模式：用于高粘度或高蛋白样品的深度清洗

• 定点吸液模式：吸液针可在不同深度位置间切换，确保孔底彻底清除残液

七、废液收集与监控单元

1. 废液瓶设计

• 容量：2000 mL

• 材质：HDPE

• 配备密封盖及负压接口

• 内部设置浮球液位传感器

当废液达到警戒液位时，系统自动停止运行并发出报警，防止液体外溢。

2. 液位传感系统

液位监测采用磁感应浮球技术。

• 监测精度：±3 mm

• 报警延迟时间：≤2秒

• 传感器可拆卸维护，防潮防腐蚀

3. 废液排放安全性

废液瓶底部设有单向通气阀，可防止液体回流至负压系统。排液时需断开连接管并缓慢打开瓶盖，防止内部压力骤变导致液体喷溅。

八、防回流与安全阀系统

液路安全是整个系统设计的重点。为了防止液体逆流、交叉污染及空气混入，5165000配备多级安全阀与止回装置。

1. 单向阀

安装于清洗液出口与吸液入口处，确保液体单向流动。其阀芯为氟橡胶材质，耐腐蚀且密封性能优良。

2. 排气阀

在高压注液阶段自动开启，释放多余气体，防止气泡积聚影响分配精度。

3. 压力保护阀

当泵体内部压力超过安全阈值时，阀门自动打开，保护系统不被损坏。

4. 安全联锁装置

若液位传感器检测到废液瓶已满，系统自动关闭负压通路并停止清洗程序，避免液体倒吸。

九、液体流动路径分析

液体在系统中经历以下完整路径：

1. 洗液瓶 → 泵体 → 分配阀 → 喷针组件 → 微孔板孔内

2. 吸液针 → 吸液管路 → 负压泵 → 废液瓶

此闭环结构保证每次清洗循环中，洗液与废液不发生接触，确保无交叉污染。内部流道体积约为15 mL，可快速响应程序命令，减少液体切换延迟。

十、液路维护与保养

液路系统在长期运行后易受盐类结晶、蛋白残留及微生物污染的影响，因此需定期维护。

1. 每日维护

• 实验结束后运行“蒸馏水清洗程序”两次。

• 排空废液瓶并用清水冲洗。

• 用湿布擦拭喷针外部，保持洁净。

2. 每周维护

• 使用1%次氯酸钠溶液清洗液路10分钟，杀灭微生物。

• 检查泵管及接头是否松动。

• 确认阀体开闭正常，无堵塞。

3. 每月维护

• 校准泵体输出体积，检测流量精度。

• 检查真空吸力是否下降。

• 清洁或更换滤芯，防止颗粒堵塞管路。

4. 停机维护

• 若设备超过48小时不使用，应彻底排空洗液与废液。

• 吹干液路内部，防止残液干涸结晶。

• 用密封膜封住喷针口，避免空气中灰尘进入。

十一、液路系统常见问题与解决方案

通过及时维护与正确操作，液路系统可保持长期稳定运行，延长整机寿命。

十二、液路系统设计优势

1. 高精度分配控制
   微步电机与双向隔膜泵结合，实现微升级精确控制，保证每孔注液一致性。

2. 防交叉污染结构
   独立通道与止回设计有效避免洗液与废液混合。

3. 可编程流速调节
   用户可根据样品性质调整液体速度，兼顾清洗效率与温和性。

4. 易维护性强
   模块化液路结构便于拆卸清洗和部件更换。

5. 长期可靠性高
   所有液体接触部件均采用防腐材料，可连续运行上千小时。