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從“滴”到“升”皆可控：日本ISOWATEC LabT-KT15 實驗室可變流量蠕動泵

發布時間： 2026-01-23　　點擊次數： 82次

一、實驗室流體輸送的“一公里"難題
在細胞培養、層析柱平衡、在線取樣等場景中，科研人員常面臨三大痛點：
微量階段（0.1 mL/min）脈沖大，細胞受剪切易死亡；
中量階段（10–100 mL/min）換管后流量漂移，需反復校準；
腐蝕/高黏度液體（如30 % NaOH、7 %海藻酸鈉）對泵管壽命要求苛刻。
日本ISOWATEC推出的LabT-KT15，以“寬區間、低脈沖、免工具換管"為核心賣點，試圖用一臺小型蠕動泵解決上述“一公里"問題。
二、硬件：讓“小"泵擁有“大"范圍
五轉子行星擠壓頭
傳統蠕動泵采用2–3個固定輥子，脈沖系數高達25 %。LabT-KT15將5只POM轉子置于行星齒輪架，輥子相位角72°，理論脈沖系數降至6 %；實測在1.0 mm壁厚Norprene®管內，脈沖幅度<2 %（流量=10 mL/min，背壓0.1 MPa）。
0.1–600 r/min無刷伺服電機
采用24 V無刷直流電機+磁性編碼器，調速分辨率0.1 r/min，對應流量調節步進0.2 µL/min（內徑0.38 mm管），實現“滴"級精度；600 r/min可輸出1.6 L/min（內徑6.4 mm管），覆蓋從微濾到小型生產的全流量段。
免工具滑軌卡管結構
換管時只需拉起透明蓋，將泵管沿“Ω"形滑軌推入，30 s完成；卡管槽內置三點式管徑傳感器，自動識別1.6、3.2、4.8、6.4 mm四種主流管徑，系統隨即調用對應校準曲線，省去人工流量表查閱。
三、軟件層：把“轉速"翻譯成“真實流量"
實時流量閉環（選配）
可外接0–20 mA超聲波流量探頭，系統以1 Hz頻率比對設定值與實測值，自動修正轉速，4 h漂移<0.5 %。
七段線性+黏度補償
用戶輸入液體20 °C黏度（0.5–2000 cP），芯片自動調用“轉速-流量-黏度"三維map，省去反復稱重法標定；實測在50 %甘油水溶液（μ=6 mPa·s）中，與稱重法偏差<1 %。
脈沖緩沖算法
當流量<1 mL/min且需極低脈沖時，可開啟“Soft-Flow"模式：電機每轉720步微步進，配合五轉子錯峰擠壓，脈沖峰-谷差再降40 %，適用于活體細胞灌流。
四、合規與數據追溯
符合CE、RoHS、REACH；
內置RS-485（Modbus RTU）與USB-C雙接口，可直接由LabVIEW、Python驅動；
支持21 CFR Part 11電子記錄：每次換管、校準、運行參數自動寫入CSV，含SHA-256校驗；
泵頭材料POM/PEEK可選，滿足USP <661>溶出要求，可驗證生物相容性。
五、典型場景實測
單克隆抗體灌流培養
使用4.8 mm ID PharMed®管，設定30 mL/min，連續7 d培養CHO細胞，活性保持>97 %，泵管無可見磨損粉屑。
層析柱在線平衡
切換3種緩沖液（pH 4.0–8.5），每段體積150 mL，利用外接流量計閉環，實際體積誤差小，省去事后pH滴度檢測。
30 % NaOH輸送
采用PEEK泵頭+Viton®管，連續運行8 h，管壁無龜裂，流量漂移0.8 %，遠優于實驗室傳統調速泵（漂移>5 %）。
結語
ISOWATEC LabT-KT15用“五轉子低脈沖結構+伺服寬調速+免工具換管"三板斧，把實驗室蠕動泵從“粗放轉圈"提升到“可驗證、可追溯、可預測"的流體輸送平臺。當科研進入微流控、單細胞、連續制造時代，這樣一臺能把“滴"與“升"都納入同一支泵管的小型儀器，或許正是連接實驗室臺面與工業放大的那把“精準鑰匙"。

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