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实验室细胞房废液抽吸泵的原理结构和特点分析

一、原理

1. 真空抽吸原理

• 细胞房废液抽吸泵主要是利用真空产生的负压来抽吸废液。其核心部分是真空泵，真空泵通过电机驱动，在泵腔内形成局部真空环境。当抽吸管道与废液接触并打开阀门时，外界大气压会将废液压入抽吸管道，进而被收集到储存容器中。

• 例如，常见的旋片式真空泵，它主要由定子、转子、旋片等部件组成。转子偏心地安装在定子腔内，当转子旋转时，旋片在离心力和弹簧力的作用下，紧贴定子的内壁滑动。这样就把定子腔分为几个可变容积的小室，吸气口一侧的小室容积逐渐增大，从而产生负压，实现抽吸功能。

2. 蠕动泵抽吸原理（部分抽吸泵采用）

• 蠕动泵是通过滚轮挤压弹性软管来工作的。在工作时，电机带动滚轮转动，滚轮依次挤压软管，使软管内形成负压，从而将废液吸入软管。然后，随着滚轮的滚动，被吸入的废液被向前推进，最终排出到收集容器中。

• 就像用手挤压一根装满液体的软水管一样，通过挤压部分使液体向前流动。这种泵的抽吸量与滚轮的转速和软管的内径等因素有关。

二、结构

1. 泵体部分

• 泵头：包含滚轮和安装滚轮的支架。滚轮一般是由耐磨的橡胶或塑料制成，其表面有一定的花纹，以增加与软管的摩擦力。支架则是固定滚轮并确保其能够平稳转动的结构。

• 电机：为滚轮的转动提供动力，电机的转速可以通过调速器进行调节，从而控制抽吸的速度。

• 软管：是与废液接触的部分，通常采用医用级别的硅胶或其他耐腐蚀、无毒的弹性材料。软管的内径和壁厚会影响抽吸的效率和精度。

• 定子：是泵的外壳部分，通常是一个固定的金属腔体，内部有经过精密加工的圆柱形容腔，为转子和旋片的运动提供空间。

• 转子：是一个偏心安装在定子腔内的旋转部件，一般由电机通过联轴器或皮带等方式驱动。它的形状和尺寸要与定子相匹配，以保证在旋转过程中能够和旋片协同工作。

• 旋片：通常由耐磨的材料制成，如石墨或特殊的复合材料。旋片的数量一般为 2 - 3 片，它们在转子的槽内可以自由滑动，并且在离心力和弹簧力的作用下，始终与定子内壁紧密接触。

• 真空泵类型（以旋片式为例）

• 蠕动泵类型

2. 收集容器部分

• 一般是一个密封的塑料或玻璃容器，容器上有进液口与抽吸管道相连，还有一个排气口，以平衡容器内外的气压。容器的容积大小根据实际使用需求设计，有的可以直接安装在抽吸泵的机体上，有的则是通过管道连接在较远的位置。

3. 抽吸管道部分

• 主要是由耐化学腐蚀的塑料管材制成，如聚氯乙烯（PVC）或聚四氟乙烯（PTFE）。管道的一端连接在泵的抽吸口，另一端可以根据需要配备不同的吸头，如吸管、吸针等。吸头部分通常是可拆卸和更换的，以适应不同的废液收集场景。

4. 控制部分

• 包括电源开关、调速旋钮（如果是可调节速度的抽吸泵）、阀门等。电源开关用于控制泵的启动和停止，调速旋钮可以改变电机的转速，从而调整抽吸的速度。阀门则用于控制抽吸管道的通断，例如在更换吸头或清理管道时可以关闭阀门，防止废液泄漏。

三、特点

1. 高效性

• 能够快速地抽吸细胞房内的各种废液，如细胞培养液、清洗液等。无论是大量的废液还是少量的残留液，都可以通过合适的抽吸泵有效地清除。例如，在处理 96 孔板中的细胞培养液废液时，一台性能良好的抽吸泵可以在短时间内完成整个板的抽吸工作，大大提高了实验效率。

2. 精确性

• 一些先进的抽吸泵可以精确控制抽吸的速度和量。通过调节电机的转速或者采用精密的计量装置，可以准确地吸取一定体积的废液。这对于需要对废液进行定量分析或者需要精确控制细胞培养环境中液体量的实验非常重要。

3. 安全性

• 考虑到细胞房的特殊环境和废液的性质，抽吸泵通常具有良好的密封性。这样可以防止废液泄漏，避免对实验人员和实验环境造成污染和危害。同时，许多抽吸泵还采用了防爆电机等安全设计，以应对可能出现的有机溶剂等易燃易爆废液的抽吸情况。

4. 耐腐蚀性

• 细胞房废液成分复杂，可能含有酸、碱、盐以及各种有机试剂。抽吸泵的泵体、管道和收集容器等部件通常采用耐腐蚀的材料制成，能够耐受这些化学物质的腐蚀，延长设备的使用寿命。例如，PTFE 管道可以耐受强酸、强碱和大多数有机溶剂的腐蚀。

5. 便于清洁和维护

• 其结构设计使得清洁和维护相对容易。例如，蠕动泵的软管可以方便地拆卸和更换，真空泵的泵体内部也可以通过简单的操作进行清洗。定期的清洁和维护可以保证抽吸泵的性能稳定，减少故障的发生。