微量液体自动分配技术研究综述

在生命科学、电子封装、快速制造等领域,经常需要对微量液体进行吸取、转移、分配操作。随着这些领域技术的发展,相关研究活动使用的液体种类越来越多,需要的液体体积越来越小,要求液体分配速度越来越快,分配精度越来越高,这些都迫切要求微量液体分配技术向更快速、更微量、更精确、适用性更强的方向发展。在介绍微量液体自动分配技术应用背景、分析主要应用领域对微量液体分配要求的基础上,对现有微量液体分配技术的工作机理、驱动方式进行详细研究和总结,通过优缺点比对,指出面向不同应用的微量液体分配技术选用原则。从驱动、控制、检测、制造等方面分析微量液体分配系统开发及技术研究中的重点考虑因素及关键技术。对微量液体分配技术的发展趋势进行展望,其结果能够为相关研究提供参考。

精确测量微量液体折射率的新方法

介绍了一种用玻璃毛细管精确测量微量液体折射率的新方法。该方法基于共轴球面光学系统的成像原理,通过读数显微镜对吸入待测液体后毛细管的焦点位置进行单一参数的测量,进而计算出待测液体的折射率。用此方法测量了纯水、乙醇、乙二醇、丙三醇的折射率,各种待测样品的需要量<0.002 ml;测量结果表明,纯水和乙醇样品的折射率测量精度优于0.0003;乙二醇和丙三醇样品的折射率测量精度优于0.0007。选用适当的毛细管参数,可以进一步提高这种测量方法的测量精度,扩展折射率的测量范围。分析和讨论了实验测量误差以及进一步提高测量精度的方法。该方法具有待测液体用量极少、使用设备简单、操作方便和折射率测量精度高的特点。

超微量液体容积双波长参比测量方法研究

为克服静力称重法受蒸发量影响大的不足，同时适应在线测量的需要，基于Lambert-Beer定律，研究了520nm和730nm双波长超微液体容量光度吸收测量法，通过稀溶液浓度与吸光度之间的线性关系可以计算出待测超微量液体容积。设计了双波长参比光度吸收法的测量系统，采用与静力称重测量系统比对试验的方式对这种方法进行了验证，1μL和5μL微量液体试验数据表明：双波长参比光度吸收法和静力称重法测量结果具有良好的一致性，均符合ISO8655的技术要求。与静力称重法方法相比，双波长参比光度吸收法对测量环境要求低，易于实现在线测量，而且可以有效减少液体蒸发对测量结果的影响。

毛细管成像法精确测量微量液体的折射率

介绍了一种用玻璃毛细管成像法精确测量微量液体折射率的方法及测量装置。该方法以充入透明液体的毛细管构成柱透镜,基于共轴球面光学系统的成像原理,对光学成像系统的放大率进行单一参数的测量,进而计算出待测液体的折射率。测量了纯水、乙醇、乙二醇、丙三醇的折射率,各种待测样品的需要量均小于0.002mL,结果显示本试验装置的测量准确度与目前商用阿贝折射仪(±0.000 2)相当。另外,测量了不同浓度的乙二醇水溶液的折射率,并对测量的数据点进行了曲线拟合,测试结果与阿贝折射仪测量结果和理论公式计算结果所拟合曲线吻合完好。该方法具有待测液体用量极少、操作方便和折射率测量精度高的特点,适用于微量液体折射率的精确、快速测量。

尝试用微量液体稀释法做皮肤癣菌抗真菌药物敏感试验

目的利用实验室现有资源,改进实验方法和手段,为临床治疗皮肤癣菌病选择合理、有效的抗真菌药物提供依据,更好地支持《抗菌药物临床应用指导原则》的实施。方法用微量液体稀释法做皮肤癣菌的抗真菌药物敏感试验,同时做K-B药敏纸片法相对照。结果经过一年对照试验和两年临床实践,微量液体稀释法与一般应用的K-B药敏纸片法结果有很好的一致性。结论微量液体稀释法与K-B药敏纸片法结果有很好的一致性,并且操作简便易行,有利于皮肤癣菌抗真菌药敏试验在临床常规开展。

一种新型Lamb波微量液体密度传感器的研制

密度是表征物质性质的一个重要物理参数。介绍了一种新型液体密度传感器的研制。有别于目前沿用的振动式、超声波式液体密度传感器 ,这种基于Lamb波的传感器具有灵敏度高、响应快、所需试样量少等优点。本文详细叙述了该传感器的基本工作原理、所采用的相位差测量原理、检测系统和实验 ,取得了理想的结果 。

面向基因操作的克隆及微量液体提取机器人系统的研究

本文介绍了一种用于生物基因研究机构的克隆及微量液体提取机器人系统 ,并较详细地描述了该系统的工作原理 ,结构 。

微量液体添加喷涂系统的应用研究

介绍了微量液体添加喷涂工艺技术的特点 ,详细阐述了微量液体喷涂计量系统的基本结构、工作过程 ,同时分析了影响微量液体添加喷涂系统性能的相关因素。

一种新的微量液体密度测量方法

针对微量液体密度测量困难、准确度低的问题,基于朗伯-比尔定律,研究了特定波长下微量液体的吸光度特性,通过溶液浓度和吸光度之间的线性关系得到被测微量液体密度。搭建吸光度法微量液体密度测量系统,采用与振动式液体密度计法比对试验的方式进行验证。50~100μL微量液体密度的试验数据表明:吸光度法微量液体密度测量系统与振动式液体密度计法测量值的最大偏差小于1 kg/m3,且吸光度法微量液体密度测量系统可以有效消除气泡对高黏度和易挥发液体的影响。

基于激光和机器视觉的微量液体容量计量方法

针对玻璃量器的液体容量计量,提出一种基于激光和机器视觉技术的液位测量方法。建立了标准玻璃量器液位高度和容量对应关系的容积表,通过测量得到液位高度就能得到对应的液体体积值;采用数字图像处理等技术,使用高精度摄像头和图像处理软件,提取特征元素,实现玻璃量器中液体体积的高精度测量。设计了和静力衡量法的比对试验进行方法验证,对于100 m L的玻璃量器,测量装置引用误差优于0.2%,拟合算法的扩展不确定度为0.137%(k=2),测量重复性为0.08%。

微量液体克隆形成法的建立及在药敏检测中的初步应用

在琼脂半固体培养法和极限稀释微孔池培养法的基础上建立了微量液体克隆形成法。该培养体系形成的克隆是前二者的3.14～3.49倍,计数克隆省时、客观准确,更便于克隆源性分析;本培养体系在一块8×12微孔塑料培养板上可同时检测4种药物,每种药物可检测5个药物浓度。

基于Karl Fischer电位滴定原理的超微量液体容积精密测量方法

为克服静力称重法受蒸发量影响大的不足,同时适应在线测量的需要,根据法拉第定律和Karl Fischer电化学分析原理,研究了超微量液体电位滴定测量法。通过测量电解过程中所消耗电量进行微量液体水含量的计算,并结合液体密度测量可以计算出超微量液体容积。设计了这种非静力称重方法的测量系统,采用与静力称重测量系统比对试验的方式对这2种方法进行了验证,试验数据表明超微量液体电位滴定测量法和静力称重法测量结果具有良好的一致性,均符合ISO 8655的技术要求,但测量值偏大。与静力称重法相比,对测量环境要求低,易于实现在线测量,而且可以有效减少液体蒸发对测量结果的影响。

基于平行四边形柔性铰链的新型微量液体粘度测量方法

在分析化学、生物工程、流量计量等领域,微量液体的粘度对工程分析和计算具有重要意义,微量液体粘度测量的方法也在逐渐发展完善。查阅资料发现,目前微量液体测量装置可用于测量粘度值低于150 m Pa·s的微量液体。为了解决微量液体测量装置的粘度测量范围较小的问题,提出一种基于平行四边形柔性铰链的剪切运动的新型粘度测量方法,待测微量液体样本的体积仅为15μL。该方法使用固定在平行四边形柔性铰链上的刚性杆,将刚性杆的探针部分插入液体,在瞬态力的作用下,平行四边形柔性铰链做一维的阻尼振动,带动探针在液体中做剪切运动,由于液体粘滞力,系统的阻尼因数发生变化,液体粘度越大,阻尼因数越大。可以通过标定实验建立二者的关系,实现微量液体的粘度测量。结果表明,此微量液体粘度测量装置的测量范围扩大到了10 m Pa·s～750 m Pa·s,并且相对误差平均为5.8%。证明了该测量装置满足设计的需求,并且能够有效测量微量液体粘度。

一种自动化微量液体加样模块的设计

微量液体加样在工业、实验室和医疗等领域有广泛的需求,设计一种自动化微量液体加样模块,通过对微量注射针传动结构地改进以及加样指标变差地原因分析设计了微量注射泵模块,采用微压力传感器和放大电路实现液面准确探测,使用PWM脉宽调制精准控制丝杆步进电机实现高精度微量液体加样。首先对自动化加样模块的机械结构进行建模设计,同时对微量注射针、丝杆步进电机、芯片等关键器件对比选型,根据微量注射针和电机参数分析计算驱动脉冲个数,设计了合理可靠的硬件电路、通信协议和软件。随后加工研制样机,最后对样机实物进行调试和测试,实现了自动化微量液体加样功能,关键指标达到了国标要求。

微量液体培养硅胶显色法快速检测结核分枝杆菌吡嗪酰胺耐药性

目的建立用24孔微量液体培养硅胶显色板对结核分枝杆菌(MTB)吡嗪酰胺(PZA)药物敏感性判断的方法,并评价该方法临床应用价值。方法以MGIT960药敏结果作为标准对照,应用硅胶显色板对30株已知PZA药敏结果 MTB临床分离株进行PZA药敏检测,观察不同pH值,不同接种浓度对其结果的影响,并对最佳检测条件进行探讨。最后应用硅胶显色板和MGIT960同时对98株未知PZA药敏结果的MTB临床分离株进行检测,判断灵敏度、特异度、准确度。结果 24孔微量液体培养显色板,液体培养基最佳pH值为5.8~5.9,最佳接种菌量为2.5×10-1 mg/mL,7~14d即可报告结果。PZA临界浓度100μg/mg时灵敏度达95.50%,特异度为96.30%,准确度为98.21%;PZA临界浓度200μg/mg时灵敏度均可达90.90%,特异度为92.59%,准确度为91.84%。结论使用24孔微量液体培养硅胶显色板能对MTB的PZA药物敏感性进行快速鉴定,结果准确度高,操作简便,成本低廉。

基于微悬臂梁的微量液体浓度定量检测

采用双材料微悬臂梁结构,实现了一种对微量液体浓度的定量检测方法。该方法是基于双材料微悬臂梁的温度敏感性,当微定量液体分析物吸收光热光谱特征波长的光时,温度发生变化,悬臂梁相应会发生弯曲,通过光杠杆法测量弯曲量,从而实现微悬臂梁对微量液体浓度的定量检测。为了验证对微量液体浓度测量的适用性,实验中采用了已知在980 nm处光热吸收峰的NaYF4样品溶液,分别取多组已知浓度的样品溶液1和0.5μL体积进行测量,通过最小二乘法拟合出浓度与测得电压值之间的关系,结果显示,液体浓度与所测得的电压值成呈线性关系,与理论分析符合。且在1和0.5μL体积的样品溶液拟合曲线的线性相关系数分别为R1=0.998 0,R2=0.989 5,分辨力分别为1.25,1.40 mg/mL。最后通过测试1μL体积的多组浓度溶液,其浓度测量结果误差均在在2 mg/mL以内,表明该方法能有效检测浓度,可用于确定体积微量液体的浓度检测。

微量液体培养基最低抑菌浓度法与罗氏比例法在结核分枝杆菌药敏试验中的价值比较

目的比较微量液体培养基最低抑菌浓度(MIC)法与罗氏比例法在结核分枝杆菌药敏试验中的临床价值。方法以100株结核分枝杆菌菌株(由辽宁省结核实验室提供)为研究样本,分别采用罗氏比例法与微量液体培养基MIC法检测结核分枝杆菌的药物敏感性。结果微量液体培养基MIC法与罗氏比例法检测结核分枝杆菌对乙胺丁醇、二卡那霉素、利福平、异烟肼、氧氟沙星、卷曲霉素药物的敏感性比较,差异无统计学意义(P> 0.05)。结论微量液体培养基MIC法应用于结核分枝杆菌药敏试验中与罗氏比例法有着良好的一致性,且检测速度快,经济适用性好,能够为临床指导结核病用药提供帮助。

微量液体高精度加样的数值仿真研究

目的:分析加样速度与加样量等因素对加样过程的动态特性影响,为微量液体高精度加样提供理论支持。方法:以微量液体的高精度加样为研究对象,建立加样系统的数学模型,基于多相流和标准紊流模型,采用流体仿真软件,模拟整个加样过程中液体的运动状态。以纯化水为研究介质,采用流体仿真的方法复现实际加样的过程,并结合理论分析和实验结果,分析加样速度与加样量等因素对加样过程的动态特性的影响。结果:在针内壁面摩擦力的作用下,通过优化加样速度提升液体的动态稳定性,空气隔离柱可以有效隔离系统液和试剂,避免试剂在针内被系统液稀释,有利于提高加样的精度及稳定性。结论:合理地匹配加样速度和加样量,有助于改善加样的动态特性,提高加样系统的稳定性。

微量液体喷涂设备在饲料生产中的应用

随着饲料行业的快速发展，竞争也越来越激烈．生产高品质、低成本的畜产品已成为各饲料生产厂家竞相追逐的目标。寻求各种高效低成本的饲料原料成为必然，应用诸如酶制剂、微生物制剂等“绿色”生物技术产品，以提高产品的品质和企业的竞争力。

酵母菌药敏试验常量与微量液体稀释法的比较

目的 采用常量和微量稀释法检测酵母样菌对四种抗真菌药物的最低抑菌浓度（MIC），并将两种方法的MIC结果进行统计分析。方法 参照美国临床实验室标准化委员会（NCCLS）推荐的"酵母菌液体稀释法抗真菌药敏试验参考方法"，测定临床分离的20株酵母样菌。结果 两性霉素－B的两种方法对所有菌标的MIC值大多数落在两个稀释度范围内，但两种方法比较，多数MIC值≥两个稀释度。氟胞嘧啶对白色念珠菌、新型隐球菌和光滑球拟酵母菌两种方法中的MIC有90％得到相同的结果。两性霉素－B对所有菌株、酮康唑对新型隐球菌两种方法有显著性差异（P＜0．05）。微量法中新型隐 球菌在48h可以判定结果而常量法要72h才能判定结果。结论 通过两种方法的比较及统计分析表明，微量法与常量法有较好的相关性。微量法操作简便，节省试剂和药物，适合临床实验室应用。