精准诊断的命脉：深度解析IVD设备流路系统的核心组成部分

在体外诊断（IVD）领域，流路系统（Fluidic System）无疑是承载和运送检测试剂的精密系统。它如同人体的血管网络，负责精确地驱动、控制和传输样本与试剂，确保每一步生化反应都在严格受控的条件下发生。一个设计精良的流路系统是保证检测结果准确性、重复性和可靠性的基石。本文将深入剖析构成这一复杂系统的核心组件。

流路系统的核心使命

流路系统的根本任务是自动化执行一系列复杂的液体处理步骤，包括：

• 驱动（Drive）：为液体流动提供动力。

• 控制（Control）：精确切换流体路径，控制启停。

• 传输（Transport）：将液体从一点输送到另一点。

• 处理（Process）：完成混合、孵育、清洗等关键生化反应步骤。

为了完成这些使命，系统由以下几类高度专业化的核心组件构成。

一、 动力之源：泵与驱动单元

泵是流路系统的“心脏"，为所有液体移动提供原始动力。根据应用场景的精度和流量要求，主要分为以下几种：

• 注射泵 (Syringe Pump)：

• 原理与功能：通过步进电机精确控制丝杆，推动注射器活塞进行直线运动，实现纳升级（nL）到毫升级（mL）的超高精度液体吸排。

• 核心应用：样本和试剂的精确定量、稀释和分配。它是保证化学发光、ELISA等免疫分析方法重复性（CV值）的关键。

• 蠕动泵 (Peristaltic Pump)：

• 原理与功能：通过滚轮交替挤压和释放一段柔性软管，将液体向前推进。其优势是流体封闭在管路内，不与泵体直接接触，有效避免了交叉污染。

• 核心应用：大容量试剂的输送、系统管路的填充与排空、以及废液的稳定排出。

• 隔膜泵 (Diaphragm Pump)：

• 原理与功能：通过机械驱动使隔膜往复运动，改变泵腔容积来吸入和排出流体。它既可用于输送液体，也可用于输送气体，常用来为系统提供稳定的正压或负压。

• 核心应用：为系统提供气源动力、真空抽滤、以及驱动气动阀门。

二、 智慧中枢：阀门与流路控制

如果泵是心脏，那么阀门就是控制血流方向的“瓣膜"和“开关"，是流路系统的智慧中枢。

• 电磁阀 (Solenoid Valve)：

• 功能：利用电磁力实现毫秒级的快速开关，控制流体的通断或改变流向。根据通道数量，分为二通（开关）、三通（切换）等。

• 关键考量：阀体材料（如PTFE、PEEK）需具备高的化学惰性；内部结构设计需最小化死体积，防止试剂残留。

• 旋转阀 (Rotary Valve)：

• 功能：也称多通道选择阀，通过电机驱动带有精密通道的阀芯旋转，可在多个（通常是6个以上）端口之间进行精确切换。

• 核心应用：在复杂的流路系统中，一个旋转阀可以替代多个电磁阀，极大地简化了流路设计，减少了管路连接点和潜在的泄漏风险。

• 夹管阀 (Pinch Valve)：

• 功能：通过机械装置挤压一段软管来实现流路的通断。其优点与蠕动泵类似，流体隔离，是实现无菌或高纯度流体控制的理想选择。

• 核心应用：常用于生物反应器、细胞培养或对交叉污染要求极为苛刻的分子诊断系统中。

三、 传输网络：管路、流路板与探针

这些组件构成了流体流动的“血管"和执行操作的“手臂"。

• 管路 (Tubing)：

• 选材：PTFE（特氟龙）和PEEK（聚醚醚酮）管路因其化学稳定性和低吸附性，成为传输试剂和样本的合适选择。而硅胶（Silicone）等软管则因其柔韧性，主要用于蠕动泵或需要弯曲连接的部位。

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• 流路板 (Manifold)：

• 概念：这是现代IVD设备流路设计的核心趋势。它将原本由大量管路和接头连接的多个阀门和通道，通过精密加工技术集成在一块高分子材料（如亚克力PMMA）板上。

• 巨大优势：

1. 高度集成：使系统更紧凑、更可靠。

2. 减少死体积：优化的内部流道设计远胜于传统接头。

3. 杜绝泄漏：大幅减少外部连接点。

4. 简化生产：便于自动化装配，提高生产效率。

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• 探针/吸头 (Probes/Tips)：

• 功能：直接与液体接触，执行吸液和排液动作。可重复使用的探针需要配备高效的内外壁清洗模块（Wash Station）来防止交叉污染。而一次性吸头（Disposable Tips）则从根本上解决了污染问题，广泛用于高通量和分子诊断设备中。

四、 感知系统：传感器

传感器是流路系统的“眼睛"和“神经"，确保每一个动作都准确无误。

• 液面传感器 (Liquid Level Sensor)：通过压力、电容或光学原理探测到液面，实现探针的精准下降和吸液，防止吸空或探针碰撞。

• 气泡传感器 (Bubble Sensor)：用于检测管路中是否存在气泡，防止因气泡导致的定量不准。

• 压力传感器 (Pressure Sensor)：实时监控系统压力，可用于诊断管路堵塞、泄漏等故障。

结论

IVD设备的流路系统是一个由多个精密组件协同工作的微观生态系统。从提供动力的泵，到精准控制的阀，再到高效传输的流路板，每一个环节的性能都直接决定了最终诊断结果的质量。随着诊断技术向着更高通量、更高灵敏度和即时化（POCT）发展，对这些核心组件的微型化、集成化和智能化的要求也与日俱增。

精准流体的实现者：Kamoer（卡默尔）

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Kamoer深刻理解IVD设备对流路系统的严苛要求，并提供涵盖上述核心组件：

• 精密泵系列：包括高精度注射泵、长寿命蠕动泵、以及用于系统加压的隔膜泵，满足从微量加样到大容量传输的各种需求。

• 流体阀系列：提供具有优异化学兼容性的多规格电磁阀、多通道旋转阀和夹管阀，助力实现复杂的流路切换与控制。

• 配套组件：同时提供各类管路、接头等全套流路配件。

无论是为新一代IVD设备寻找单个高性能组件，还是寻求一套完整的定制化流路解决方案，Kamoer都能凭借其深厚的技术积累和全面的产品组合，成为您值得信赖的合作伙伴。