超声波在洗板机中的应用

　　医用洗板机是医疗科研单位开展酶免疫实验时,检测各种感染性病毒所必备的设备之一。其作用是通过清洗,实现酶免疫实验过程中结合相与游离相的分离。医用洗板机清洗的自动化代替手工操作,可大大减少人为因素的影响,使检测结果更加真实可靠。目前,我国部分医疗科研单位使用的全自动洗板机均由国外进口,不仅价格昂贵,而且常因维修不便而导致设备被搁置一旁。在造成资源极大浪费的同时,用户不得不重新采用落后的手工操作。另一方面,有些进口的医用洗板机是采用机械振动来增强清洗效果的,其效果并不十分明显。因此,采用超声波技术来取代机械振动,研制开发适合我国国情的低价位、高性能的医用洗板机是非常必要的。

　　1 医用洗板机的功用

　　酶免疫实验的整个反应过程在医用洗板机反应板上的单个微孔内完成。洗板机清洗的是反应板内8排@12孔规格的微孔条上的每个微孔。这些微孔条由医用塑料制成。清洗的目的是在微孔内实现酶免疫实验过程中结合相与游离相的分离。考虑到实际清洗效果,决定采用一个12头的注液头对反应板内的微孔逐排进行注液与吸液,从而达到清洗的目的。由实验获知,无振动装置的洗板机,一般至少须重复清洗5遍,采用机械振动的洗板机也需要重复清洗4遍,而采用超声波振动来加强清洗效果,只需一遍就可达到医用清洗要求。

　　2 超声波技术在医用洗板机中的应用

　　超声波在液体中会产生交变的机械冲击波和超声空化现象。当这两种作用合成的强度达到一定值时,产生的微冲击就可以使被清洗物表面的污渍遭到破坏并脱落下来,这就是超声波清洗。目前,超声波清洗不但用于机械零件或电子器件的清洗,也用于医疗器皿如生理盐水瓶和葡萄糖水瓶的清洗。从超声波清洗的原理可知,超声波清洗具有以下特点:与传统的清洗方法相比,清洗所需时间短且效果好;清洗的时间和效果容易通过调整超声波发生器的振动频率和超声清洗的时间来改变。因此,将超声波清洗技术嫁接到医用洗板机,就可以方便地控制清洗的次数和清洗效果。但值得注意的是,超声波清洗的强度不宜过高,时间也不宜过长,以避免将微孔内的有效成份清洗掉。因此,必须通过实验来确定合适的超声振动频率和超声清洗时间。

　　3 医用洗板机的总体设计

　　医用洗板机主要由机械传动系统、流体控制系统、超声波清洗系统、电器控制系统四大部分组成,其工作原理如图1所示。注液头在两个直流电机1、2的驱动下,可以实现前后、上下移动;交流电机控制液体泵正反向旋转,通过注液头实现对微孔的注液与吸液。医用洗板机的主要工作顺序依次为逐排注液、超声波清洗、逐排吸液,以上过程重复进行。其中超声波清洗器是由超声波发生器、换能器和变幅杆等部分组成。由于超声波的清洗作用是靠液体来传递的,因此在设计反应板的支撑部分时,一定要考虑能容纳一定量的水作为传递超声波的媒介。