概述
在微流控实验中，精准、自动化地实现多种溶液的连续注射是核心需求之一 。无论是生命科学领域的细胞动态培养、药物筛选，还是传感器校准、微反应器多组分添加，都需要严格控制溶液的注射时序、体积与流量，以保证实验重复性与结果可靠性。
传统手动或简易注射方式常受限于精度低、效率差、扩展性弱等问题。点成 Elveflow 顺序注射套装基于 “压力驱动 + 智能阀门控制” 技术，提供了从设备搭建、实时监控到自动化整合的一体化解决方案，适用于从新手到资深用户的全场景微流控应用。
一、顺序注射的应用场景
顺序注射的核心价值是按预设时序精准切换多种溶液，并维持稳定的流体环境。主要应用领域如下。
01 生命科学领域
- 细胞流动培养：维持动态流体环境，依次注入培养基、刺激因子、洗涤液，模拟体内生理条件。
- 毒性/药物筛选：快速切换不同浓度的药物或毒性试剂，实时观察细胞活性变化，缩短筛选周期。
- 荧光原位杂交（FISH）：精准控制探针溶液、杂交缓冲液、洗涤液的顺序注入，避免探针污染或信号干扰。
02 传感器与检测领域
- 传感器功能化与校准：依次注入修饰试剂（如抗体、纳米材料）、标准溶液（多浓度梯度），实现传感器高效修饰与精准标定。
- 微流控检测实验：如酶促反应检测中，按顺序注入底物、酶溶液、终止液，确保反应时序可控。
03 微流控基础实验
- 梯度实验：精准控制两种 / 多种溶液的注射比例与时序，生成稳定的浓度梯度。
- 灌注实验：长期稳定切换灌注液，如模拟血液灌注的不同成分溶液，观察微通道内物质传输或细胞响应。
04 自动化需求场景
- 任何需要快速、无人工干预的介质切换实验，如微反应器中多反应物的顺序添加、芯片实验室的自动化检测流程。
二、传统顺序注射的痛点
传统顺序注射多依赖 “手动换管”“简易阀门切换” 或 “多注射器泵并联”，存在核心弊端，难以满足微流控实验的高精度与自动化需求。
- 手动换管 / 注射器：效率极低：单次切换需 1-5 分钟；操作误差大：换管时易引入气泡、污染管路；体积控制依赖人工计时。实验重复性差（RSD＞10%）；易导致细胞死亡（换管中断流体环境）；无法实现长时间无人值。
- 简易电磁阀系统：切换速度慢（＞1 秒）；无压力反馈：流量随液位下降或管路阻力增加而波动；仅支持 3-5 种溶液。流量不稳定（波动＞20%）；溶液种类扩展受限；难以适配粘稠液体或非水相溶液。
- 多注射器泵并联：系统复杂：需同步校准多台泵，管路连接繁琐；交叉污染风险高：注射器残留易导致溶液混合；成本高。校准耗时（每台泵需单独调试）；实验成本翻倍（多泵采购）。
三、点成Elveflow顺序注射方案
01 实验前准备：软件与设备校准
OB1 压力控制器连接
- 硬件连接：OB1连接3类设备—压力源（需高于OB1最大压力 1.5 倍，如 2bar 通道配 2.5bar 压力源）、电脑（USB 线）、电源；压力源与 OB1 之间加装空气过滤器（防灰尘、湿度损坏 OB1）
MUX Distribution 添加
- 硬件连接：MUX用USB线连接电脑、接通电源，打开设备开关；
- 软件添加：ESI 软件→“Add Instrument”→选择 “MUX Distrib/Inj/Rec”→命名（如 “MUX_Seq”）→选择 “MUX Distribution 12”→完成添加后，在 MUX 窗口将端口重命名（如 “Solution 1”“Oil”），便于识别。
02 系统搭建：管路连接与组件适配
按 “OB1 →歧管器→储液罐→→MUX→流量传感器（可选）→微流控芯片→废液罐” 的顺序连接。
储液罐与歧管器连接
- 为每种溶液准备独立储液罐，罐口连接1/16” OD PTFE 管路。
- 歧管器（汇流 / 分流单元）的中心端口通过 4mm OD 线圈管路连接 OB1 的通道输出；歧管器的外围端口通过 “1/4”-28 转 3/32” OD 接头” 连接各储液罐的管路；未用的歧管器端口用PTFE 平底堵头密封（防泄漏）。
MUX 与储液罐、废液罐连接
- MUX 的外围端口（12 个）通过 “1/4”-28 转 1/16” OD 接头” 连接各储液罐的 PTFE 管路（建议按注射顺序连接，减少阀门旋转时间）。
- MUX 的出口端口连接一段 1/16” OD 管路，暂时接入废液罐（未接芯片，便于后续排气泡）；未用的 MUX 端口用 “1/4”-28 平底接头密封。
可选组件：流量传感器与芯片连接
- 若需实时监控流量：将流量传感器（MFS/BFS）连接于MUX 出口与芯片入口之间，传感器下游需加装流阻管（提升流量稳定性）。
- 微流控芯片：芯片入口连接 MUX（或传感器）出口，芯片出口连接废液罐，确保管路无弯折（避免增加额外阻力）。
03 顺序注射操作：手动与自动化两种模式
手动控制：适合简单实验，如单轮多溶液注射
- ESI 软件同时打开 OB1 与 MUX 窗口。
- MUX 窗口选择目标溶液端口。
OB1 设置参数
- 压力控制模式：直接输入压力值（如 50mbar），点击 “启动”。
- 流量控制模式（需传感器）：切换至 “Sensor模式”，输入目标流量（如 200μL/min），软件自动调节压力维持流量稳定。
- 切换溶液时：MUX 窗口选择新端口（阀门旋转有轻微噪音），OB1 参数自动保持，无需重新设置。
自动化控制：适合多轮、定时注射
- 保存 OB1 配置：OB1 窗口设置压力 / 流量参数（如 “Flow_200μL”），点击 “Config” 保存；同时保存 “0 压力 / 流量” 配置（用于序列结束时停止注射）
创建自动化序列
- ESI 软件→点击 “Create Sequence”→新建序列窗口
- 添加步骤：① OB1 加载配置（如 “Flow_200μL”）→② MUX 选择端口（如 “Solution 1”）→③ “Wait” 设置注射时间（如 30s）→④ 重复②-③切换其他溶液→⑤ OB1 加载 “0 配置”→⑥ “END”（结束序列）
- 可选优化：添加 “GO” 步骤实现循环（如重复注射 5 次）、“Graph” 步骤记录压力 / 流量数据（保存至本地）
04 启动序列
点击 “Play”，系统自动执行注射流程，无需人工干预。
05 实验后处理：清洁与系统维护
- 管路与阀门清洁：用蒸馏水通过 MUX 依次注入所有端口（冲洗管路），后注入空气干燥管路与 MUX 阀门；若使用非水相溶液（如油相），参考 MUX 用户指南的专用清洁流程。
- 设备维护：断开所有电源与管路，OB1、MUX 存放于原包装（避免震动），PTFE 管路用纯水冲洗后晾干，下次实验前检查管路是否破损。
四、点成Elveflow顺序注射方案
方案优势：点成Elveflow 顺序注射套装以OB1 Mk4 + 压力控制器（核心控制单元）与MUX Distribution 12/1 旋转阀（溶液切换单元）为核心，搭配流量传感器、歧管器、ESI 软件等组件，从根本上解决传统方案的痛点。
01 操作简易性：新手也能快速上手
直观软件控制：ESI 软件提供可视化界面，直接设置压力 / 流量、选择阀门端口，无需专业微流控知识。
端口可视化命名：MUX 阀门端口可自定义命名（如 “Solution 1”“Oil”），避免混淆多溶液注射顺序。
02 精准可控：流量与体积误差可忽略
- 压力驱动稳定：OB1 Mk4 + 支持 0-8bar 压力范围（可选真空控制，如 – 900 至 6000mbar），精准调控流量；支持 “压力控制” 与 “流量控制” 两种模式，流量控制模式下可自动补偿静水压变化、管路阻力波动，维持流量稳定（波动＜0.005%）。
- 实时监控与反馈：可选两种流量传感器：MFS传感器：适配水相 / IPA 溶液，需校准；BFS传感器（科里奥利原理）：无需校准，兼容任何液体（水相、油相、粘稠液体），精度达0.2%，流量范围覆盖 1.6μL/min-500mL/min。
03 高灵活性：从1到150种溶液的无缝扩展
- 溶液数量扩展：单 MUX Distribution 支持 12 种溶液；2 个 MUX 串联可扩展至 23 种；最多可扩展至 150 种，满足高通量实验需求。
- 系统整合能力：ESI 软件内置序列器，可设置压力、阀门、注射时间的自动化流程；提供 C、LabVIEW、Python、MATLAB SDK，可与显微镜、温控仪等第三方设备整合，实现全实验流程自动化。
04 低干扰与低污染：保护实验稳定性
- 快速低扰切换：压力控制模式下阀门切换时间仅 150ms，减少溶液扩散；可选 2/2 阀进一步降低机械切换的流量波动，避免细胞因流量骤变受损。
- 防污染设计：管路采用 PTFE/PCTFE 惰性材质（耐化学腐蚀），未用端口用 PTFE密封（防泄漏）；实验后可通过蒸馏水冲洗 + 空气干燥清洁，避免交叉污染。
05 高稳定性：适应复杂实验条件
- 抗干扰补偿：流量控制模式可补偿液位下降、轻微堵塞，无需人工调整；PI 参数支持自动优化或手动调节，平衡响应速度与稳定性。
- 宽环境适配：操作温度 5-40℃，湿度 20-70%（无冷凝），适配常规实验室环境；压力源最大支持 10bar，满足不同管路阻力需求。
结语
点成生物深耕微流控领域，为您提供一站式微流控解决方案。目前，已发布微流控液滴生成、细胞培养、纳米脂质体颗粒合成/制备、器官芯片等多个专业解决方案。
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