實驗室細胞房廢液抽吸泵的原理結構和特點分析

一、原理

1. 真空抽吸原理

• 細胞房廢液抽吸泵主要是利用真空產生的負壓來抽吸廢液。其核心部分是真空泵，真空泵通過電機驅動，在泵腔內形成局部真空環境。當抽吸管道與廢液接觸并打開閥門時，外界大氣壓會將廢液壓入抽吸管道，進而被收集到儲存容器中。

• 例如，常見的旋片式真空泵，它主要由定子、轉子、旋片等部件組成。轉子偏心地安裝在定子腔內，當轉子旋轉時，旋片在離心力和彈簧力的作用下，緊貼定子的內壁滑動。這樣就把定子腔分為幾個可變容積的小室，吸氣口一側的小室容積逐漸增大，從而產生負壓，實現抽吸功能。

2. 蠕動泵抽吸原理（部分抽吸泵采用）

• 蠕動泵是通過滾輪擠壓彈性軟管來工作的。在工作時，電機帶動滾輪轉動，滾輪依次擠壓軟管，使軟管內形成負壓，從而將廢液吸入軟管。然后，隨著滾輪的滾動，被吸入的廢液被向前推進，最終排出到收集容器中。

• 就像用手擠壓一根裝滿液體的軟水管一樣，通過擠壓部分使液體向前流動。這種泵的抽吸量與滾輪的轉速和軟管的內徑等因素有關。

二、結構

1. 泵體部分

• 泵頭：包含滾輪和安裝滾輪的支架。滾輪一般是由耐磨的橡膠或塑料制成，其表面有一定的花紋，以增加與軟管的摩擦力。支架則是固定滾輪并確保其能夠平穩轉動的結構。

• 電機：為滾輪的轉動提供動力，電機的轉速可以通過調速器進行調節，從而控制抽吸的速度。

• 軟管：是與廢液接觸的部分，通常采用醫用級別的硅膠或其他耐腐蝕、無毒的彈性材料。軟管的內徑和壁厚會影響抽吸的效率和精度。

• 定子：是泵的外殼部分，通常是一個固定的金屬腔體，內部有經過精密加工的圓柱形容腔，為轉子和旋片的運動提供空間。

• 轉子：是一個偏心安裝在定子腔內的旋轉部件，一般由電機通過聯軸器或皮帶等方式驅動。它的形狀和尺寸要與定子相匹配，以保證在旋轉過程中能夠和旋片協同工作。

• 旋片：通常由耐磨的材料制成，如石墨或特殊的復合材料。旋片的數量一般為 2 - 3 片，它們在轉子的槽內可以自由滑動，并且在離心力和彈簧力的作用下，始終與定子內壁緊密接觸。

• 真空泵類型（以旋片式為例）

• 蠕動泵類型

2. 收集容器部分

• 一般是一個密封的塑料或玻璃容器，容器上有進液口與抽吸管道相連，還有一個排氣口，以平衡容器內外的氣壓。容器的容積大小根據實際使用需求設計，有的可以直接安裝在抽吸泵的機體上，有的則是通過管道連接在較遠的位置。

3. 抽吸管道部分

• 主要是由耐化學腐蝕的塑料管材制成，如聚氯乙烯（PVC）或聚四氟乙烯（PTFE）。管道的一端連接在泵的抽吸口，另一端可以根據需要配備不同的吸頭，如吸管、吸針等。吸頭部分通常是可拆卸和更換的，以適應不同的廢液收集場景。

4. 控制部分

• 包括電源開關、調速旋鈕（如果是可調節速度的抽吸泵）、閥門等。電源開關用于控制泵的啟動和停止，調速旋鈕可以改變電機的轉速，從而調整抽吸的速度。閥門則用于控制抽吸管道的通斷，例如在更換吸頭或清理管道時可以關閉閥門，防止廢液泄漏。

三、特點

1. 高效性

• 能夠快速地抽吸細胞房內的各種廢液，如細胞培養液、清洗液等。無論是大量的廢液還是少量的殘留液，都可以通過合適的抽吸泵有效地清除。例如，在處理 96 孔板中的細胞培養液廢液時，一臺性能良好的抽吸泵可以在短時間內完成整個板的抽吸工作，大大提高了實驗效率。

2. 精確性

• 一些先進的抽吸泵可以精確控制抽吸的速度和量。通過調節電機的轉速或者采用精密的計量裝置，可以準確地吸取一定體積的廢液。這對于需要對廢液進行定量分析或者需要精確控制細胞培養環境中液體量的實驗非常重要。

3. 安全性

• 考慮到細胞房的特殊環境和廢液的性質，抽吸泵通常具有良好的密封性。這樣可以防止廢液泄漏，避免對實驗人員和實驗環境造成污染和危害。同時，許多抽吸泵還采用了防爆電機等安全設計，以應對可能出現的有機溶劑等易燃易爆廢液的抽吸情況。

4. 耐腐蝕性

• 細胞房廢液成分復雜，可能含有酸、堿、鹽以及各種有機試劑。抽吸泵的泵體、管道和收集容器等部件通常采用耐腐蝕的材料制成，能夠耐受這些化學物質的腐蝕，延長設備的使用壽命。例如，PTFE 管道可以耐受強酸、強堿和大多數有機溶劑的腐蝕。

5. 便于清潔和維護

• 其結構設計使得清潔和維護相對容易。例如，蠕動泵的軟管可以方便地拆卸和更換，真空泵的泵體內部也可以通過簡單的操作進行清洗。定期的清潔和維護可以保證抽吸泵的性能穩定，減少故障的發生。