由于不同流體的物理靜態(tài)特性各有差異，即便同種流體介質(zhì)在不同環(huán)境條件下的物理動(dòng)態(tài)特性也略有不同，這些不確定因素（變量）會(huì)增加設(shè)計(jì)工程師對(duì)流體實(shí)施按需控制的難度。特別是在醫(yī)療診斷設(shè)備和科學(xué)分析儀器的特殊場(chǎng)合，如：低壓力條件下的大流量，要求對(duì)流體控制的“高精度”并滿足醫(yī)療儀器的一些專業(yè)應(yīng)用需要，系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師應(yīng)該努力“平衡”各種撲朔迷離的變量以達(dá)成全系統(tǒng)性能的開發(fā)目標(biāo)。本文根據(jù)體外診斷設(shè)備（簡(jiǎn)稱“診斷”）和科學(xué)分析儀器（簡(jiǎn)稱“分析”）的系統(tǒng)普遍性，淺顯得探討一些流體控制技術(shù)和工程化解決方案。

　　一、液體處理技術(shù)和自動(dòng)化解決方案

　　液體處理在診斷和分析中也稱為“加樣準(zhǔn)備（Sampling Prepearation）”、“分析前處理”等，其實(shí)質(zhì)就是對(duì)待測(cè)液體（人體體液，如血清標(biāo)本、尿液）進(jìn)行定量吸樣、分配，完成稀釋或混合動(dòng)作。

　　迄今為止，液體處理技術(shù)原理不外乎以下三種：液體置換、主動(dòng)置換以及氣體置換，三種原理針對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)合的需求各有千秋。其中，后兩種技術(shù)由于涉及專利、技術(shù)工藝等因素，在自動(dòng)化產(chǎn)品上僅為極少數(shù)廠家所掌握使用；而“液體置換”作為最早出現(xiàn)的液體處理自動(dòng)化技術(shù)被廣泛應(yīng)用并延用至今。

　　眾所周知，微量注射器泵正是基于液體置換原理的典范設(shè)計(jì)。它是由以下關(guān)鍵部分組成：微量注射器；切變閥以及集成驅(qū)動(dòng)、控制、通訊協(xié)議的步進(jìn)電機(jī)。其可直接應(yīng)用于所有需要自動(dòng)樣本前處理功能的診斷、分析設(shè)備上。

　　顯然在實(shí)際應(yīng)用中，上述微量注射器泵是無(wú)法獨(dú)立完成對(duì)液體的稀釋、分配工作的，因此還需要另一個(gè)關(guān)鍵部件——吸樣/加樣針（或探針）。將其通過(guò)管路連接至微量注射器泵上切變閥的某一功能端口，才能組成如下圖所示的“單通道全自動(dòng)液體處理器”，再輔以合理的“關(guān)聯(lián)方法學(xué)協(xié)議”軟件就能打造出分析、診斷實(shí)驗(yàn)室用的專業(yè)稀釋/分配器。在全自動(dòng)液體處理技術(shù)中，前端加樣針是關(guān)鍵部分，因?yàn)榧訕俞樀哪┒酸樞纬仨氁獫M足實(shí)際應(yīng)用需求外，如穿刺功能、液面探測(cè)功能（LLD），還要考慮對(duì)加樣精度的影響以及是否會(huì)產(chǎn)生“掛珠”等現(xiàn)象。

　　但是，在某些高反應(yīng)靈敏度診斷方法學(xué)應(yīng)用中（如：反應(yīng)靈敏度在10-9以上的化學(xué)發(fā)光免疫分析法），盡管鋼針也已經(jīng)過(guò)一些特殊處理（如：特氟龍涂層），但在反復(fù)清洗使用一段時(shí)間后還是會(huì)產(chǎn)生“攜帶污染 ”、“交叉污染 ”以及“稀釋效應(yīng) ”而導(dǎo)致診斷結(jié)果出現(xiàn)假陽(yáng)性假陰性等誤判，甚至批次試驗(yàn)全部失效。因此，在歐盟IVDD 97（體外診斷設(shè)備指令）和美國(guó)臨床體外診斷指南中都指出應(yīng)當(dāng)采用一次性Tip頭（吸頭）。這樣，需要對(duì)直接接觸液體的部分（即，前端鋼針）進(jìn)行改進(jìn)，將前端部分改造成可自動(dòng)裝卸一次性Tip頭的機(jī)械結(jié)構(gòu)，并需要內(nèi)嵌高速（響應(yīng)速度《3ms）、極低內(nèi)容積量、“零”死腔量的微型電磁介質(zhì)隔離閥。隨著診斷方法學(xué)的不斷革新，加樣量從“微升”級(jí)跳躍到“納升”級(jí)，如何滿足這么高的精度要求？我們可考慮通過(guò)在前端結(jié)構(gòu)上內(nèi)嵌微型流體傳感器并輔以外周閉環(huán)控制電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。