单道移液工作站核心技术解析：从机械结构到液路控制原理

Atom单道移液工作站通过专利蠕动喷射泵、高精度定位平台及智能化液路控制，实现了10微升级分装精度与大样本量处理能力的平衡。本文从机械设计、液路控制、软件算法等维度，深度解析其技术实现机制。

一、硬件架构：单道设计的精度与灵活性平衡

1.专利蠕动喷射泵技术

Atom采用垂直安装的蠕动泵设计，泵管压缩行程精确至0.1mm，通过步进电机（分辨率0.001mm/步）控制滚轮挤压力度，实现流量线性输出。泵头材质选用医用级硅胶，耐腐蚀性提升30%，寿命达2000小时以上。

2.平面移动定位平台

基于交叉滚子导轨与丝杆传动，平台重复定位精度±0.05mm，最大承重5kg。配合光栅尺反馈系统，实现孔位间0.1mm级微调，适配96孔板（SBS标准）、1.5ml螺口管等耗材。

3.模块化设计

泵头、定位平台、液路系统独立封装，支持快速更换。例如，F型模块侧重大体积分装（10μL-10mL），而科研型模块可扩展至纳升级精度。

二、液路控制原理：从流量输出到防污染设计

1.蠕动泵流量控制算法

通过PID闭环控制调整电机转速，结合泵管弹性模量补偿，确保流量误差＜2%。例如，100μL分装体积时，实际输出偏差控制在±1.5μL内。

2.液路密封与防滴漏技术

泵头出口采用锥形密封接头，配合自动回吸功能，避免残液滴落。在分装高粘度液体（如甘油）时，通过增加泵管压缩行程（额外0.3mm）消除挂滴现象。

3.自动清洗与防交叉污染

内置三通阀系统，支持去离子水、清洗液双通道冲洗。针对蛋白类样品，采用酶解清洗程序（45℃孵育5分钟），残留量检测低于0.1ng/孔。

三、软件与自动化：Wifi控制与程序存储

1.无线操控与耗材识别

通过Wifi连接平板或PC，软件自动识别耗材类型（如96孔板条形码），并调用预设分装程序。例如，选择1.5ml螺口管时，系统自动调整定位平台高度（Z轴移动12mm）。

2.SD卡程序存储与执行

用户可将常用程序（如梯度稀释、重复分装）存储至SD卡，仪器直接读取执行。程序包含分装体积、孔位坐标、清洗步骤等参数，支持断点续跑功能。

四、应用场景：从科研到工业的多样化需求

1.大样本量分装

F型模块单次可处理4块96孔板（384样本），分装速度1200孔/小时。在某药企的化合物筛选中，连续运行72小时无故障，流量稳定性CV值＜3%。

2.高精度科研应用

科研型模块支持10μL-1mL分装，在酶标试剂配制中，通过动态流量补偿算法，将批间差控制在5%以内。某高校实验室的实际测试显示，重复分装100次100μL液体，CV值仅1.8%。

3.特殊液体处理

针对挥发性液体（如甲醇），采用密闭液路系统与惰性气体保护，减少蒸发损失。在某环境监测项目中的重金属螯合剂分装，浓度偏差低于0.5%。

五、技术优势：单道设计的经济性与维护便捷性

1.成本效益

相比多道移液工作站，Atom单道系统采购成本降低40%，且无需定期校准多通道同步性。泵管更换成本仅0.5元/次，年维护费用不足进口设备的30%。

2.易用性提升

自动定位功能减少人工调整时间，新手培训周期缩短至2小时。在某三甲医院的检验科，非专业人员独立操作准确率达98%。

3.扩展性设计

支持外接加热模块（5-60℃）、搅拌单元等配件，适配DNA提取、细胞培养等复杂流程。例如，连接加热模块后，可实现热敏试剂的恒温分装。

Atom单道移液工作站通过机械结构创新、液路控制算法优化及智能化软件设计，在单道架构下实现了高精度与大样本量的兼容。其核心技术不仅体现在10μL级分装能力，更通过模块化设计、无线操控等特性，满足了从科研到工业的多样化需求。随着本土化技术的迭代，Atom有望在精准分装领域成为性价比首选。