精密管道在液体点胶系统中的作用：第 2 部分（共 3 部分）

油管特性如何影响过程及其精度

在生物技术和实验室自动化领域，全球体外诊断 (IVD) 根据研究公司 MarketsandMarket™ 的数据，到 2025 年，市场预计将达到 960 亿美元。使用自动液体分配系统是有道理的 s会随着IVD的需求而增长。

许多变量会影响这些流体分配系统的性能 ，包括：

• 被采样的液体类型
• 使用的任何化学试剂
• 抽水装置的类型
• 泵施加的力

此外，这些系统中使用的管道 会显着影响 IVD 和其他应用中的流体分配过程和测试精度。让我们仔细看看液体分配系统中使用的精密管道的一些重要注意事项。

如何减少流体点胶系统中的残留？

这个关于液体分配系统的博客系列的第 1 部分讨论了潜在的残留问题 .当前一个样品中的液体没有被完全冲走时，可能会发生这种情况，从而导致后续样品中可能出现污染问题。

除其他外，结转可能由以下原因引起：

• 一种液体芯吸 在分配管的外面
• “最后一滴的形成 ” 徘徊在管底

在任何实验室程序中，保持清洁环境都至关重要。因此，清洁管道自然是使用液体分配系统过程的一部分——有助于将残留量减少到普遍接受的 4 ppb（或更高）。

减少从一个样品到另一个样品的交叉污染不仅可以防止污染，还有助于做两件事：

1. 降低总成本 通过更有效地使用非常昂贵的试剂进行测试
2. 提高准确性 通过分配更精确的液体量来获得测试结果

单独清洁是否足以防止残留？

洗涤过程的整体效果 ——也就是说，是否可以从液体分配系统中去除前一个样品中的所有残留物——将因应用而异，因为清洁是许多因素的函数。

这些因素包括（但当然不限于）：

• 清扫时间
• 使用的清洁溶液（因为不同的金属可能需要不同的溶液）
• 清洗液用量
• 是否有时间浸泡在漂白剂中
• 清洁溶液和/或水可以通过系统冲洗多少次
• 使用的水量（大约是样品体积的 100 倍是常用标准）
• 清洁和冲洗系统时施加的压力

然而，在必须进行大量测试才能盈利的大型实验室环境中，实现最小残留可能更具挑战性。

此外，由于液体点胶系统通常使用内径 (ID) 小至 50 或 100 微米的管子，因此精密管子本身的特性对残留物和清洗过程都有影响。

管端切割如何影响液体分配系统中的残留物？

如上一篇博客所述，管道末端的形成方式有助于降低液体分配系统中残留的风险。例如，将管的分配端弄圆 会降低最后一滴形成的能力；但是，它也可能导致发生芯吸，具体取决于分配的液体。

或者，在管的末端不是一个平坦的 90º 切口，而是 具有更倾斜、更尖的末端和锋利的壁 将提供更小的表面积，最后一滴可以形成。但是，同样取决于分配的液体，这种“尖”端可能会改变液体从管中流出的方式，进而影响测试的准确性。

然而，对于直径几乎与头发一样小的精密管，很难获得干净的端部切割。此外，在切割过程中必须特别注意不要使管子塌陷。

但假设可以实现正确的切断（金属切削公司的专长任务），任何与管端相关的可能问题都可以通过以下方式解决：

• 用将要分配的特定液体测试管道
• 确定实现大多数（但实际上，也许不是全部）预期结果的过程

管道内径如何影响流体点胶系统？

一般规则是管道内径越小，流体点胶系统的精度越高 .这是因为小 ID 会产生更快的线速度和更小的“混合区”，从而使样品成分尽可能保持浓缩。

在这些点胶系统中，管材 ID 最重要的方面之一是其表面光洁度 .美国金属学会将表面光洁度定义为“作为最终处理和测量的表面轮廓特征的结果的表面状况，首选术语是粗糙度。”

人们普遍认为，内径表面越粗糙，残留的可能就越多，我们相信，实现 4 ppb 的难度就越大。这是因为较粗糙的管材内径表面具有微小的“角落和缝隙”，可以防止液体残留物受到清洗过程的影响。

因此，除了在管材上进行适当的端部切割（例如，平的、有角度的或圆形的）外，还有 尽可能光滑的管材内径表面 可以帮助进一步减少从一个样品转移到另一个样品的机会。

6-8 的 Ra 或 RMS 值被认为是良好的平滑度。 （算术平均值或Ra，是以高度为单位表示的平均粗糙度，通常为微米。RMS，也称为Rq，是与Ra对应的均方根值。）

此外，管路 ID 将决定样品在液体分配系统中流动的顺畅程度。表面光洁度的缺陷会导致液体在流出管子时产生漩涡、涡流或振动，这可能会在对液体顺利分配至关重要的应用中产生问题。

管道外径如何影响液体分配系统？

外径 (OD) 的光滑表面处理 如果测试过程需要抽吸，则管道的质量也很重要 ，其中整个管子进入液体以抽真空。然而，外径表面光洁度在点胶过程中的影响要小得多。

在微量移液的过程中 ，这涉及吸液和分液，但通常只有一种液体，只要：

• 移液器经过数字校准，可重复分配准确量的液体
• 考虑了分配仪器的公差（例如 ±2-3% 或 ±5%）——因此，可能留在管中的液体量也被考虑在内

如何提高油管内径表面光洁度？

由于分配通道内壁的任何变化都会对液体分配系统中使用的工艺产生影响，因此具有干净、无毛刺的 ID 非常重要。

如果您费心挑选指定长度的特定类型的管材，并使用所选的机器和泵对其进行测试，以确定它分配了正确体积的样品材料，那么您当然不想危及测试精度也不要为管道 ID 指定所需的表面光洁度 .

幸运的是，技术已经进步，因此现在有几种方法可用于改善液体分配系统中使用的非常小的精密管的内径表面光洁度。一些选项包括：

• 微抛光和/或钝化
• 通过使用“bright draw”过程来增强孔径
• 硅胶、PTFE 或 PSX 等涂层
• 磨料流加工或挤压珩磨

与管道末端切割一样，与精加工方法相关的任何可能问题都必须与总体目标和实际产生最佳结果的过程进行权衡。

例如，对液体分配系统中使用的管道进行涂层可以帮助解决残留问题。然而，当管道被切割以满足特定系统和应用的要求时，部分涂层可能会暴露出来，从而降低其有效性。

这就是 Metal Cutting 成功地切割涂层管而不会对涂层产生不利影响的地方，结果在特定应用的测试中得到验证。）

密切注意您的管道规格！

由于影响液体分配系统准确性的因素范围广泛，因此指定这些系统中使用的管道的特性似乎是一项艰巨的任务。

幸运的是，合适的金属管材供应商及其工程团队可以帮助您决定切割方法、ID 表面精加工和其他功能，以满足您的需求并且对您的特定应用具有成本效益。

在本博客系列的第 3 部分中，您可以了解高压如何影响液体点胶系统中使用的精密管。或者，要探索满足您的金属管材或其他金属零件需求的不同精密切割选项，请下载我们的免费指南，自信地选择：比较 2 轴切割方法。