前言
在微流控實驗中，精準且自動化地實現多種溶液的連續注射，是許多應用場景中的核心需求。無論是在生命科學領域進行細胞動態培養、藥物篩選，或應用於感測器校正、微反應器多組分添加等實驗，都需嚴格控制溶液的注射時序、體積與流量，以確保實驗結果具備良好的重現性與可靠性。
傳統的手動操作或簡易注射方式，經常受限於控制精度不足、操作效率有限、系統擴充性不佳等問題。
宏虹 Elveflow 順序注射套組採用壓力驅動（Pressure-driven）結合智慧閥控技術（Smart Valve Control），提供涵蓋設備建置、即時監控到自動化整合的一站式解決方案，適用於從初學者到進階研究人員的多元微流控應用情境。
順序注射的應用場景
順序注射的核心價值，在於依照預設時序精準切換多種溶液，並維持穩定的流體環境。此技術可廣泛應用於生命科學、感測檢測、微流控基礎實驗與自動化流程等多元研究情境。
生命科學領域
- 細胞流動培養：維持動態流體環境，依序注入培養基、刺激因子與清洗液，模擬體內生理條件。
- 毒性／藥物篩選：快速切換不同濃度的藥物或毒性試劑，並即時觀察細胞活性變化，縮短篩選週期。
- 螢光原位雜交（FISH）：精準控制探針溶液、雜交緩衝液與清洗液的注入順序，降低探針污染或訊號干擾風險。
感測器與檢測領域
- 感測器功能化與校正：依序注入修飾試劑（如抗體、奈米材料）與標準溶液（多濃度梯度），實現高效率修飾與精準標定。
- 微流控檢測實驗：例如酵素反應檢測中，可依序注入受質、酵素溶液與終止液，確保反應時序可控。
微流控基礎實驗
- 梯度實驗：精準控制兩種或多種溶液的注射比例與時序，生成穩定的濃度梯度。
- 灌流實驗：長期穩定切換灌流液，例如模擬血液灌流中的不同成分溶液，觀察微通道內物質傳輸或細胞反應。
自動化需求場景
適用於需要快速且無人工介入的介質切換實驗，例如微反應器中多種反應物的順序添加，或晶片實驗室（Lab-on-a-Chip）的自動化檢測流程。
傳統順序注射的痛點
手動換管／注射器
每次切換通常需 1–5 分鐘，容易引入氣泡與污染；體積控制高度依賴人工計時與經驗，難以維持穩定實驗條件。
- 實驗重現性差（RSD ＞ 10%）
- 流體環境中斷
- 細胞活性下降
- 無法長時間無人運行
簡易電磁閥系統
切換速度有限，流量容易受液位下降與管路阻力變化影響，且通常僅支援少量溶液通道。
- 切換延遲（＞1 秒）
- 流量波動（＞20%）
- 難以處理高黏度流體
- 溶液數量受限
多注射器泵並聯
需同步校正多台設備，管路繁複且容易產生殘留與交叉污染，導致建置與維護成本增加。
- 校正流程耗時
- 液體交叉污染
- 設備成本提高
- 維護複雜度上升
宏虹 Elveflow 順序注射方案
實驗流程
實驗前準備：軟體與設備校正
OB1 壓力控制器連接
- 硬體連接：OB1 需連接壓力源、電腦（USB 線）與電源。
- 壓力源建議：壓力源需高於 OB1 最大壓力約 1.5 倍，例如 2 bar 通道可搭配 2.5 bar 壓力源。
- 保護配置：建議於壓力源與 OB1 之間加裝空氣過濾器，避免灰塵與濕氣影響設備。
MUX Distribution 新增與設定
- 硬體連接：MUX 以 USB 線連接電腦，接上電源後開啟設備。
- 軟體新增：於 ESI 軟體中選擇「Add Instrument」，新增 MUX Distrib／Inj／Rec。
- 端口命名：完成新增後，可在 MUX 視窗中將端口命名為 Solution 1、Oil 等名稱，方便辨識注射順序。
系統搭建：管路連接與組件適配
依照「OB1 → 歧管器 → 儲液罐 → MUX → 流量感測器（可選） → 微流控晶片 → 廢液罐」完成系統建置。
儲液罐與歧管器連接
- 為每種溶液準備獨立儲液罐，罐口以 1/16" OD PTFE 管路連接。
- 歧管器中心端口透過 4 mm OD 線圈管連接至 OB1。
- 外圍端口使用 1/4"-28 轉 3/32" OD 接頭連接各儲液罐，未使用端口需封閉避免洩漏。
MUX 與儲液罐、廢液罐連接
- MUX 外圍端口（12 入）透過 1/4"-28 轉 1/16" OD 接頭連接儲液罐。
- 建議依注射順序配置端口，以降低閥門切換時間。
- 出口端暫接廢液罐，方便後續排泡與測試。
可選組件：流量感測器與晶片連接
- 若需即時流量監控，可於 MUX 與晶片間串接 MFS／BFS 感測器。
- 建議於感測器下游加裝流阻管，提升流量穩定性。
- 晶片出口需接至廢液罐並避免管路折彎。
順序注射操作：手動與自動化兩種模式
手動控制：適合簡單實驗與單輪多溶液注射
- 於 ESI 軟體中同時開啟 OB1 與 MUX 控制視窗。
- 在 MUX 視窗中選擇目標溶液端口。
- OB1 可依實驗需求選擇壓力控制或流量控制模式。
- 壓力控制模式：直接輸入壓力值，例如 50 mbar，並點擊啟動。
- 流量控制模式：若搭配流量感測器，可切換至 Sensor 模式，輸入目標流量，例如 200 μL/min，由軟體自動調節壓力並維持流量穩定。
溶液切換：維持參數不變，快速切換注射端口
- 切換溶液時，只需於 MUX 視窗選擇新的端口。
- 閥門旋轉時可能產生輕微聲響，屬於正常現象。
- OB1 壓力或流量參數可自動保持，無需重新設定。
自動化控制：適合多輪、定時注射
自動化控制模式可將 OB1 壓力／流量設定、MUX 端口切換與等待時間整合為序列流程，適合需要多輪循環、固定時間注射或長時間無人值守的微流控實驗。
保存 OB1 配置
- 於 OB1 視窗設定壓力或流量參數，例如 Flow_200 μL。
- 點擊 Config 保存設定，作為序列執行時的注射條件。
- 同時保存 0 壓力／流量配置，用於序列結束時停止注射。
建立自動化序列
- 於 ESI 軟體中點擊 Create Sequence，開啟新的序列設定視窗。
- 依照實驗需求新增 OB1、MUX、Wait、END 等步驟。
- 可加入 GO 步驟建立循環，也可加入 Graph 步驟記錄壓力與流量資料。
序列設定流程
OB1 載入配置
Flow_200 μL
MUX 選擇端口
Solution 1
Wait 設定
注射時間 30 秒
重複切換
其他溶液
OB1 載入
0 配置
END
結束序列
啟動序列
完成序列建立後，點擊 Play 即可開始執行順序注射流程。系統將依照預先設定的 OB1 參數、MUX 切換順序與等待時間自動完成注射，過程中無需人工介入，可有效降低操作誤差並提升實驗一致性。
首次建立自動化流程時，建議先以較短注射時間與少量循環進行測試，確認端口切換、流量穩定與排泡狀態正常後，再執行完整序列，以避免長時間實驗中斷。
實驗後處理：清潔與系統維護
管路與閥門清潔
實驗結束後，建議以蒸餾水透過 MUX 依序注入所有端口，完成管路沖洗後，再注入空氣乾燥管路與 MUX 閥門。若使用非水相溶液，例如油相，請依照 MUX 使用者指南執行對應的專用清潔流程。
設備維護
清潔完成後，請斷開所有電源與管路。OB1 與 MUX 建議存放於原包裝內，避免震動或碰撞；PTFE 管路可使用純水沖洗後晾乾，並於下次實驗前確認管路是否破損。
宏虹 Elveflow 順序注射方案
方案優勢
宏虹 Elveflow 順序注射套裝以 OB1 Mk4+ 壓力控制器與 MUX Distribution 12/1 旋轉閥為核心，搭配流量感測器、歧管器與 ESI 軟體等組件，從操作效率、流量穩定性、系統擴充與自動化整合等面向，改善傳統順序注射方案的限制。
操作簡易性：新手也能快速上手
- 直覺化軟體控制：ESI 軟體提供視覺化操作介面，可直接設定壓力／流量並選擇閥門端口，降低微流控操作門檻。
- 端口可視化命名：MUX 閥門端口可自訂名稱，例如 Solution 1、Oil，協助使用者快速辨識多溶液注射順序。
精準可控：流量與體積誤差可忽略
- 壓力驅動穩定：OB1 Mk4+ 支援 0–8 bar 壓力範圍，並可選擇真空控制；同時支援壓力控制與流量控制兩種模式，可補償靜水壓變化與管路阻力波動，維持流量穩定。
- 即時監控與回授：可搭配 MFS 或 BFS 流量感測器。MFS 適用於水相與 IPA 溶液；BFS 採科里奧利原理，無需校正，並可相容水相、油相與高黏度液體。
高度彈性：從 1 到 150 種溶液無縫擴充
- 溶液數量擴充：單一 MUX Distribution 可支援 12 種溶液；兩組 MUX 串聯可擴充至 23 種，最高可擴展至 150 種，滿足高通量實驗需求。
- 系統整合能力：ESI 軟體內建序列器，可設定壓力、閥門與注射時間的自動化流程，並可透過 C、LabVIEW、Python、MATLAB SDK 與顯微鏡、溫控儀等第三方設備整合。
低干擾與低污染：保護實驗穩定性
- 快速低干擾切換：壓力控制模式下，閥門切換時間約 150 ms，可降低溶液擴散與切換干擾；亦可選配 2/2 閥，進一步降低機械切換造成的流量波動。
- 防污染設計：管路採 PTFE／PCTFE 惰性材質，具化學耐受性；未使用端口可透過 PTFE 密封，降低洩漏與交叉污染風險。
高穩定性：適應複雜實驗條件
- 抗干擾補償：流量控制模式可補償液位下降或輕微阻塞造成的影響，無需頻繁人工調整；PI 參數亦支援自動優化或手動調整，以平衡響應速度與穩定性。
- 寬環境適配：系統可適用於一般實驗室環境，並支援不同壓力源與管路阻力條件，滿足多樣化微流控實驗需求。
打造更穩定、更高效率的
微流控順序注射流程
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