移液器是工作站的核心部件,需要能进行精准的吸液和放液操作,赛多利斯移液器的单通道移液量在0~500µL。为满足工作站高通量的要求,根据96孔板每孔中心左右间距9mm的特性,利用空气置换的原理设计了96通道的移液器。
移液时,第一步需要完成装枪头的动作,通Z轴电机带动整个移液器下压完成枪头的安装。将96个活塞杆全部安装在活塞安装板上,把枪头安装槽与密封盖板相平行的位置作为运动零点。通过腔体固定角架将腔体固定在移液器侧板上,当电机带动活塞向上运动时,腔体内气压低于外界大气压,液体进入到枪头中,完成吸液操作。
电机带动活塞向下运动时,通过挤压腔内的空气,使腔内气压高于外界气压,从而完成放液或分液。在腔内液体放完,电机运动到零点之后继续向下运动,会推动脱枪板向下运动实现脱枪头的动作。导向轴的向下运动会导致弹簧处于压缩状态,当枪头脱落后,由于弹簧作用,脱枪板回到原来的位置。
腔体采用的是有机玻璃材质,腔体的内部都进行过抛光处理,减小活塞杆与腔体之间的摩擦力。活塞杆采用的是SUS304不锈钢材质,在腔体上面加有密封盖板,且在每个通道两端都装有O型圈,防止因气密性产生的移液误差。活塞柱的直径也会影响移液精度,若追求高精度、微量的移液效果,需要尽可能减小活塞杆的直径d.
要满足单通道为500µL,过细的活塞杆会导致整个移液器整体过于细长,所以设计活塞杆的直径为4mm,移液量为500µL时活塞杆的行程约为39.8mm。考虑到活塞杆的安装等因素,最终活塞杆的长度为60mm。