提升微流體處理的速度與劑量

　　微流體技術(shù)在現(xiàn)代化學(xué)、生物及醫(yī)療領(lǐng)域中扮演著越來越重要的角色，它通過快速處理微流體，為精準(zhǔn)分析、診斷和治療帶來了新的可能性。在微流體系統(tǒng)中，壓電陶瓷元件發(fā)揮著關(guān)鍵作用，利用“壓電效應(yīng)”實(shí)現(xiàn)精確的力與位移控制，從而推動(dòng)了液體處理在微小尺度上的新突破。

　　微流體技術(shù)的核心驅(qū)動(dòng)：壓電陶瓷元件

　　微流體系統(tǒng)中，壓電陶瓷元件因其極高的靈敏度和可靠的操作能力，被稱為系統(tǒng)的“核心驅(qū)動(dòng)”。壓電陶瓷的獨(dú)特之處在于其對機(jī)械應(yīng)力和電場極其靈敏的響應(yīng)能力，即所謂的“壓電效應(yīng)”：當(dāng)受到機(jī)械應(yīng)力時(shí)，壓電陶瓷會(huì)產(chǎn)生電荷，而當(dāng)施加電場時(shí)，它則會(huì)發(fā)生可控的形變。這一效應(yīng)在微流體系統(tǒng)中被巧妙利用，尤其適用于微米尺度下的高精度液體操控，如單細(xì)胞分選、體外診斷及藥物輸送等應(yīng)用。

　　在微流體操作中，壓電陶瓷元件因其體積小、功耗低和響應(yīng)速度快而顯得尤為適合，尤其適用于在空間有限的設(shè)備內(nèi)完成高效液體處理的需求。它們不僅能夠快速響應(yīng)指令，還能精確控制液體流量，為微流體系統(tǒng)的多樣化應(yīng)用提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐。

　　PI Ceramic是您用于微流體應(yīng)用的壓電技術(shù)方面的合作伙伴，包括：

　　1. 實(shí)現(xiàn)快速高效的樣本制備 ▼

　　用于自動(dòng)化分析的超聲輔助細(xì)胞裂解和提取

　　2. 在網(wǎng)孔霧化器中有效生成氣溶膠 ▼

　　壓電陶瓷元件產(chǎn)生的振動(dòng)可實(shí)現(xiàn)呼吸道疾病物的超精細(xì)霧化

　　3. 為體外診斷提供更快的分析 ▼

　　支持液體處理應(yīng)用，例如 使用微流體壓電陶瓷設(shè)備產(chǎn)生高精度液滴的醫(yī)療點(diǎn)/芯片實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)

　　體外診斷等醫(yī)療流程中的流體處理要求極為苛刻：需要計(jì)量或必須以高精度移動(dòng)具有不同特性的極少量流體。所采用技術(shù)必須能夠?qū)崿F(xiàn)無沖擊計(jì)量和完美液滴的生成，同時(shí)考慮到介質(zhì)的粘度和表面張力以及計(jì)量速度。為避免污染樣本，通常以非接觸方式執(zhí)行液體處理任務(wù)。壓電驅(qū)動(dòng)式微流體設(shè)備用于分配和控制毫升至皮升級的小體積液體。

　　4. 分選與移動(dòng)細(xì)胞 ▼

　　用于可靠細(xì)胞分選的壓電陶瓷元件

　　細(xì)胞分選是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的一道關(guān)鍵流程，在醫(yī)療技術(shù)、生物技術(shù)和研究領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。細(xì)胞分選是根據(jù)細(xì)胞的大小、形狀和事先用熒光染料標(biāo)記的情況詳細(xì)研究特定細(xì)胞類型及其復(fù)雜功能的一種工具。所謂的流式細(xì)胞儀通常與下游分選功能相結(jié)合，用于連續(xù)分析微流體通道中的細(xì)胞。這項(xiàng)技術(shù)可以從血液或組織樣本等異質(zhì)細(xì)胞群中選擇性富集特定類型的細(xì)胞。壓電陶瓷元件是這項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)的核心，它采用了兩種可行的方法：

　　1.利用壓電產(chǎn)生的壓力脈沖分選細(xì)胞

　　壓電陶瓷-彎曲型促動(dòng)器或堆疊型促動(dòng)器可利用壓電產(chǎn)生的高動(dòng)態(tài)壓力脈沖對細(xì)胞和顆粒進(jìn)行分選。例如，彎曲薄膜可將這些脈沖傳送到芯片實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)通道內(nèi)的液體上，從而控制顆粒的單獨(dú)流動(dòng)方向。采用>>堆疊型壓電促動(dòng)器的系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)非常高的分選率。這些促動(dòng)器按壓薄膜，以觸發(fā)流體動(dòng)力分選脈沖。此類促動(dòng)器陣列可實(shí)現(xiàn)多通道的復(fù)雜分選模式。

　　2.利用聲波分選細(xì)胞

　　例如，可以根據(jù)細(xì)胞的不同物理特性(如大小或密度)，利用聲駐波對其進(jìn)行無接觸聲電泳分選。這些聲波由壓電換能器產(chǎn)生，可使細(xì)胞對壓力變化做出不同的反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)的微流體分選功能。所謂的聲鑷?yán)寐暡ㄒ允芸胤绞揭苿?dòng)聲壓波節(jié)，從而精確控制顆?；蚣?xì)胞的位置和移動(dòng)。這些技術(shù)主要用于在不直接接觸的情況下精密移動(dòng)單個(gè)微小物體。

　　5. 實(shí)現(xiàn)無縫的樣本制備 ▼

　　用于自動(dòng)IVD工作流程的超聲輔助細(xì)胞裂解術(shù)

　　用于體外診斷(IVD)的醫(yī)療器械已成為現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐不可或缺的一部分。

　　適合液體處理應(yīng)用的超聲換能器在數(shù)十千赫茲的范圍內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)大的振動(dòng)。由于其能耗相對較低，因此特別適用于固定式醫(yī)療器械和移動(dòng)式醫(yī)療點(diǎn)解決方案，同時(shí)還可以支持其他醫(yī)療應(yīng)用。

　　6. 準(zhǔn)確地泵送超微小的液體體積 ▼

　　支持液體處理應(yīng)用，例如 使用微流體壓電陶瓷設(shè)備產(chǎn)生高精度液滴的醫(yī)療點(diǎn)/芯片實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)

　　體外診斷等醫(yī)療流程中的流體處理要求極為苛刻：需要計(jì)量或必須以高精度移動(dòng)具有不同特性的極少量流體。所采用技術(shù)必須能夠?qū)崿F(xiàn)無沖擊計(jì)量和完美液滴的生成，同時(shí)考慮到介質(zhì)的粘度和表面張力以及計(jì)量速度。為避免污染樣本，通常以非接觸方式執(zhí)行液體處理任務(wù)。壓電驅(qū)動(dòng)式微流體設(shè)備用于分配和控制毫升至皮升級的小體積液體。

　　7. 打印定制化醫(yī)療植入物和組織 ▼

　　借助壓電技術(shù)，可以提高醫(yī)療3D打印的速度和精度

　　隨著醫(yī)療技術(shù)的進(jìn)步，人們對醫(yī)療器械、植入物、假體和組件的要求也日益提高。幾何形狀和結(jié)構(gòu)變得越來越復(fù)雜，因此需要更快速、更精密的制造，例如個(gè)性化植入物。

　　一些3D打印工藝可以受益于壓電技術(shù)。在醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域，這包括材料噴涂成型和粘合劑噴射成形。由于壓電陶瓷促動(dòng)器的高速度使其非常適合產(chǎn)生極其精確的液滴，因此在這兩種工藝中都是首選。

　　此處的噴射是指在打印頭中產(chǎn)生液滴的過程，例如在3D打印系統(tǒng)中。各種壓電陶瓷元件或促動(dòng)器向打印頭中的微流體通道施加力脈沖，以使極細(xì)的液滴(尺寸在微升范圍內(nèi))無接觸地落在承印材料上。

　　壓電陶瓷的技術(shù)優(yōu)勢

　　1.精確控制與高靈敏度

　　壓電陶瓷元件能夠在微米級甚至納米級別進(jìn)行精確控制，提供在微流體操作中的高靈敏度。無論是微量液體的注入還是混合、分配，壓電陶瓷元件都能實(shí)現(xiàn)極高的穩(wěn)定性與精度，支持復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)需求。

　　2.響應(yīng)速度快，適合實(shí)時(shí)監(jiān)測

　　其微秒級的響應(yīng)時(shí)間可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測，這意味著在液體傳輸過程中，能夠迅速調(diào)整參數(shù)，提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，為醫(yī)療診斷提供可靠數(shù)據(jù)支持。

　　3.小型化、低能耗設(shè)計(jì)

　　由于功耗低且結(jié)構(gòu)緊湊，壓電陶瓷適用于便攜式和小型化設(shè)備，這些特點(diǎn)尤其適合在體外診斷設(shè)備或藥物輸送系統(tǒng)中，在有限的空間內(nèi)提供持久的能量支持。

　　4.高可靠性與長壽命

　　壓電陶瓷材料的耐用性使得其能夠在復(fù)雜環(huán)境中長時(shí)間工作，降低了設(shè)備維護(hù)成本。同時(shí)，其材料屬性決定了元件的高耐用性，能夠在長時(shí)間運(yùn)行下保持穩(wěn)定性能。

　　5.靈活應(yīng)用于多種微流體操作

　　壓電陶瓷元件的多功能性使其可用于多種微流體操作，如混合、分選、注入等。例如，利用壓電陶瓷實(shí)現(xiàn)的微型噴射器可以在不干擾流體路徑的情況下進(jìn)行精確操作。

　　Q

　　為何選擇PI Ceramic作為微流體解

　　決方案的合作伙伴?

　　PI Ceramic開發(fā)和制造定制的壓電陶瓷材料和壓電陶瓷元件，用于豐富多元的幾何形狀、尺寸、設(shè)計(jì)或更高精度的微流體應(yīng)用。我們將以深厚的壓電技術(shù)專業(yè)知識(shí)，從研發(fā)到生產(chǎn)和深加工，全程為您提供令人信服的專業(yè)支持。