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(chǎn)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(qū)動，在泵腔內(nèi)形成局部真空環(huán)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(zhuǎn)子、旋片等部件組成。轉(zhuǎn)子偏心地安裝在定子腔內(nèi)，當轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，旋片在離心力和彈簧力的作用下，緊貼定子的內(nèi)壁滑動。這樣就把定子腔分為幾個可變?nèi)莘e的小室，吸氣口一側(cè)的小室容積逐漸增大，從而產(chǎn)生負壓，實現(xiàn)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(zhuǎn)動，滾輪依次擠壓軟管，使軟管內(nèi)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(zhuǎn)速和軟管的內(nèi)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(wěn)轉(zhuǎn)動的結構。

• 電機：為滾輪的轉(zhuǎn)動提供動力，電機的轉(zhuǎn)速可以通過調(diào)速器進行調(diào)節(jié)，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(yī)用級別的硅膠或其他耐腐蝕、無毒的彈性材料。軟管的內(nèi)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(nèi)部有經(jīng)過精密加工的圓柱形容腔，為轉(zhuǎn)子和旋片的運動提供空間。

• 轉(zhuǎn)子：是一個偏心安裝在定子腔內(nèi)的旋轉(zhuǎn)部件，一般由電機通過聯(lián)軸器或皮帶等方式驅(qū)動。它的形狀和尺寸要與定子相匹配，以保證在旋轉(zhuǎn)過程中能夠和旋片協(xié)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(shù)量一般為 2 - 3 片，它們在轉(zhuǎn)子的槽內(nèi)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(nèi)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(nèi)外的氣壓。容器的容積大小根據(jù)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(jù)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(diào)速旋鈕（如果是可調(diào)節(jié)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(diào)速旋鈕可以改變電機的轉(zhuǎn)速，從而調(diào)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(nèi)的各種廢液，如細胞培養(yǎng)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(yǎng)液廢液時，一臺性能良好的抽吸泵可以在短時間內(nèi)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(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)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(yǎng)環(huán)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(huán)境和廢液的性質(zhì)，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(huán)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(xiàn)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(zhì)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(shù)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(nèi)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(wěn)定，減少故障的發(fā)生。