赛默飞洗板机 Wellwash 1x12 工作原理详解

一、概述

赛默飞（Thermo Fisher Scientific）推出的 Wellwash 1x12 洗板机 是一款用于酶联免疫吸附实验（ELISA）、细胞学及其他基于微孔板反应检测的自动化洗板设备。其核心功能在于通过精确的加液、吸液与冲洗程序，去除微孔板中未结合的反应物、游离酶标或多余试剂，从而提升检测结果的灵敏度与重复性。
Wellwash 1x12 采用单通道12孔并行的设计，适配标准96孔板的横排洗涤方式，以确保实验操作的速度和一致性。该设备的工作原理综合了 机械传动、液路控制、气压负压系统与程序化管理 四大核心环节。

二、结构组成与功能模块

1. 液路系统

• 包含清洗液储液瓶、废液收集瓶、管路和电磁阀。

• 清洗液由泵驱动进入分液头，再均匀分配到12个并行喷嘴。

• 废液通过真空或负压吸取进入废液瓶，避免交叉污染。

2. 喷头组件

• Wellwash 1x12 采用 12 通道不锈钢喷针，排列成一排。

• 喷针间距与微孔板孔间距一致，保证同时处理一整排孔。

• 喷头设计有防滴漏装置，确保液体分配均匀，不残留。

3. 真空与负压系统

• 用于在清洗后将反应孔内的液体迅速抽走。

• 吸液深度可调，既能去除上清液，又可避免破坏固定在孔底的抗原、抗体或细胞。

4. 微孔板承载平台

• 采用机械臂或滑轨传动，使 96 孔板在洗涤循环中精确移动。

• 平台可调节高度与倾斜度，便于快速排液。

5. 控制系统与操作界面

• 内置微处理器，可设定冲洗次数、注液体积、浸泡时间与吸液强度。

• 液晶显示屏和按键操作简洁，实验者可根据不同实验需要编程。

三、基本工作流程

1. 加液

• 清洗液在泵的驱动下，通过喷头均匀注入目标孔中。

• 加液体积可根据需求调节，通常范围为 50–500 μL。

2. 浸泡与反应

• 部分实验需要让清洗液在孔内停留数秒至数十秒，以溶解或稀释未结合组分。

• 控制系统可自动设定停留时间。

3. 抽液与排液

• 真空系统启动，喷针同时伸入孔内吸出残余液体。

• 废液直接进入废液瓶，避免溅洒。

4. 重复清洗

• 根据实验方案，通常需要 2–5 次清洗循环，以确保背景噪声最低化。

5. 终末干燥

• 有些模式下设备会进行吹气干燥，避免残留液体稀释后续加液。

四、工作原理的科学基础

1. 通过液体动力学实现彻底洗涤

• 喷头产生的液流冲击可去除孔壁上弱结合的蛋白或杂质。

• 负压吸液保证残余液体被完全排除。

2. 表面张力与孔壁作用

• 洗液注入后覆盖整个孔底，通过张力作用带走未结合分子。

• 微孔板材质通常为聚苯乙烯，表面经亲水处理，有利于结合生物分子而非杂质。

3. 定量可控的流体管理

• 精确的泵控系统避免过量液体冲刷导致抗原/抗体脱落。

• 通过程序化控制，确保每次洗涤条件高度一致。

五、应用场景

1. ELISA 实验

• 这是最主要的应用场景。洗板机保证未结合的酶标抗体彻底去除，从而使显色反应的特异性更强。

2. 细胞实验

• 在进行细胞固定或免疫荧光实验时，可利用温和的吸液模式避免细胞脱落。

3. 蛋白或核酸检测

• 在某些微孔板检测中，洗板步骤用于清除非特异性结合的探针或标记物。

六、Wellwash 1x12 的特点与优势

1. 并行处理效率高

• 一次可同时处理 12 孔，快速完成整板清洗。

2. 液量精确可调

• 每个孔的清洗液体积一致，避免实验批间差异。

3. 残液控制优化

• 通过吸液针的精确高度设计，使残留体积控制在微升级别。

4. 人性化操作

• 内置程序存储功能，可保存多种实验方案，避免重复设定。

5. 可靠性与耐用性

• 采用耐腐蚀材料和易清洁的管路系统，保证长期使用稳定性。

七、潜在问题与解决思路

1. 喷头堵塞

• 由于清洗液结晶或杂质沉积，可能导致出液不均。

• 解决方法：定期冲洗管路，使用过滤水或缓冲液。

2. 吸液不彻底

• 如果真空系统泄漏，孔底残液过多，影响实验。

• 应检查负压泵及密封垫。

3. 孔间交叉污染

• 若喷头滴液或管路残留，可能带来污染。

• 可通过校准吸液高度和定期维护解决。

八、与手工洗板的对比

• 一致性：自动化洗板显著优于手工操作，避免因人工吸液不均造成的误差。

• 效率：Wellwash 1x12 几分钟即可完成多次循环，而手工需要更长时间。

• 可控性：体积、次数、时间均可编程，远高于人工可重复性。

• 安全性：减少操作者与生物试剂的直接接触，降低感染或污染风险。

九、未来发展方向

1. 智能化

• 集成触控屏与远程控制，支持实验数据记录与追溯。

2. 节液与环保

• 优化管路设计，实现最低用液量，减少废液排放。

3. 兼容性拓展

• 支持更多类型的微孔板，如384孔高通量板。

4. 自动化集成

• 与酶标仪、移液工作站结合，构成全自动免疫检测流水线。

十、总结

赛默飞 Wellwash 1x12 洗板机的工作原理基于 精确液体控制、机械同步传动、负压吸液与程序化管理。它不仅提升了 ELISA 等实验的可靠性和重复性，还显著减轻了人工操作的负担。作为一款稳定高效的实验室设备，Wellwash 1x12 在生命科学、医学检测和药物研发等领域均有广泛应用。

其优势在于 高效、精准、低残留、操作简便，在现代实验室自动化中具有重要意义。通过合理维护与优化使用，能够长期保持良好的性能，并在未来向着智能化和高通量方向进一步发展。