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全自动数字分液仪 AcuDri-100 微量分液性能评估报告

性能评估液体处理技术

核心结论

≤1.6%
0.1μL 液滴 · 准确度
精密度 CV ≤ 1.84%
≤1%
0.5μL 液滴 · 准确度
精密度 CV ≤ 1.06%
0.1–2.5μL
已验证分液区间
累加式机制,可扩展至更大范围
R²≈0.9999
标准曲线线性度
吸光度法,数据可复现

0摘要

本报告采用 吸光度法(酶标比色法),对自主研发的全自动数字分液仪 AcuDri-100 在小体积分液范围(0.1μL~2.5μL)内的准确性与精密度进行了系统评估。结果表明:0.1μL 液滴准确度 ≤ 1.6%、精密度(CV)≤ 1.84%;0.5μL 液滴准确度 ≤ 1%、精密度(CV)≤ 1.06%。

实验结果验证了 AcuDri-100 在 0.1~2.5μL 微量分液区间具备稳定可靠的分液性能,为产品的分液精度提供了客观、可溯源的实验数据支撑。

1工作背景与原理

微量反应体系配置中,纳升级分液体积的精准度直接决定实验结果可靠性与可信性。

1.1 工作原理

AcuDri-100 基于微流控技术,将微阀与微泵集成于分液芯片上,通过气体压力驱动控制实现液体单向流动,单次分液体积由芯片微腔室体积决定。该技术具备精密度高、可靠性好、粘度适应性广、非接触式分液等特点。

AcuDri-100 微流控隔膜泵一次分液工作循环示意
微流控隔膜泵一次分液工作循环(复位—进样—定量—排出)

1.2 吸光度测量原理

本验证基于朗伯-比尔定律,以 465nm 波长下示踪剂(甲基橙)的吸光度为定量参数,建立吸光度—体积标准曲线,通过线性回归将各孔吸光度实测值换算为实际分液体积,再计算相对偏差(RD,准确度)与变异系数(CV%,精密度)。

2试验目的与器材

本实验设定体积 0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、1、2.5μL,测量实际输出体积,计算各体积点 RD 与 CV%,客观量化微量液体分配性能。

表 1 试验主要仪器与试剂
材料名称规格/型号品牌/厂家备注
AcuDri-100 全自动数字分液仪LV 分液芯片天津智善生物待测样品
多功能酶标仪Spark 型瑞士 TECAN已校准
微量移液器10~100μLGilson PIPETMAN计量校准合格(JJG 646)
甲基橙分析纯(AR)≥99.5%国药集团示踪剂
超纯水电阻率≥18.2MΩ·cm实验室自制稀释及空白对照
LV 分液芯片
LV 分液芯片(微阀 + 微泵集成,微腔室决定单次分液体积)

3试验结果

3.1 标准曲线的建立

以 10 mmol/L 甲基橙储备液连续 2 倍梯度稀释,制备 8 个浓度梯度参考工作液,于 465nm 测定吸光度。选取 0~1/2 浓度区间进行线性回归,浓度为 1 的点略处非线性区,予以舍弃。

表 2 参考工作液吸光度测量数据
浓度梯度等效原液体积(μL)重复1重复2重复3重复4均值CV
152.98132.95543.05942.95192.9871.7%
1/22.51.47561.45041.38231.5321.4600754.3%
1/41.250.77570.76620.73010.74190.7534752.8%
1/80.6250.40050.40590.39410.41210.403151.9%
1/160.31250.21630.21180.22020.22120.2173752.0%
1/320.156250.13340.12410.11220.11860.1220757.4%
1/640.0781250.08830.08470.08340.08930.0864253.3%
000.04280.04370.04330.04470.0436251.8%
回归方程 y = 0.5683x + 0.0413,决定系数 R² = 0.9999(线性区间 0~1/2,n=7)。等效体积与吸光度在区间内线性良好,可利用吸光度反推实际分液体积。
标准曲线:等效体积-吸光度线性回归,R²=0.9999
图 1 标准曲线:等效体积—吸光度线性回归(y = 0.5683x + 0.0413,R² = 0.9999)

3.2 分液样本制备

将甲基橙储备液与分液芯片连接,分别设置 0.1~2.5μL 七个体积点,分配至 96 孔板,每个体积点设 8 重复孔,补加超纯水至 200μL,465nm 测定。

96 孔板排布示意图:标曲区与分液样本区
图 2 96 孔板排布示意(左:标曲区;右:分液样本区 7 体积点 × 8 重复)
表 3 各设定体积点分液样本吸光度实测数据(OD₄₆₅)
分液体积(μL)0.10.20.30.40.512.5
重复10.09490.15510.21450.27230.32150.61071.4703
重复20.09780.15450.21240.26930.32780.61461.4775
重复30.09730.15480.2110.27190.32750.61441.4763
重复40.09830.15610.21260.27080.32980.61611.469
重复50.09730.15610.21410.2710.32960.61761.4789
重复60.09720.15590.2120.27090.33120.61581.4712
重复70.09790.15480.21150.27220.33050.61831.4808
重复80.09710.15420.20930.2690.32740.61031.4707
均值0.09720.15520.21220.27090.32820.61471.4743
CV1.1%0.5%0.8%0.5%0.9%0.5%0.3%
表 4 换算后分液体积、精密度(CV%)与准确度(RD)
分液体积(μL)0.10.20.30.40.512.5
重复10.09430.20020.30480.40650.49301.00192.5145
重复20.09940.19920.30110.40120.50411.00882.5272
重复30.09850.19970.29860.40580.50361.00842.5251
重复40.10030.20200.30140.40380.50771.01142.5122
重复50.09850.20200.30410.40420.50731.01412.5296
重复60.09840.20170.30040.40400.51011.01092.5161
重复70.09960.19970.29950.40630.50891.01532.5330
重复80.09820.19870.29560.40070.50341.00122.5152
均值0.09840.20040.30070.40410.50481.00902.5216
CV1.84%0.66%0.98%0.54%1.06%0.51%0.32%
准确度-1.6%0.2%0.2%1.0%1.0%0.9%0.9%
分液体积实测值与设定值对比及精密度
图 3 分液体积实测值 vs 设定值(虚线为理想 1:1 线)
各分液体积点准确度(相对偏差)
图 4 各体积点准确度(相对偏差 RD)
各分液体积点精密度(变异系数)
图 5 各体积点精密度(变异系数 CV)

4数据分析与结论

考虑分液仪工作原理:0.2、0.3、0.4μL 分别为 2、3、4 次 0.1μL 液滴累加;0.5、1、2.5μL 分别为 1、2、5 个 0.5μL 液滴累加。因此:

  • 前 4 组(0.1~0.4μL)反映 0.1μL 液滴的精准度;
  • 后 3 组(0.5~2.5μL)反映 0.5μL 液滴的精准度。
核心结论
液滴规格准确度精密度(CV)
0.1μL 液滴≤ 1.6%≤ 1.84%
0.5μL 液滴≤ 1%≤ 1.06%

由此验证 LV 小体积芯片在 0.1~2.5μL 范围内的准确性与精密度。考虑到其累加式分液方式,其准确性与精密度可在更大范围内稳定保证。

5方法学价值与可复现性

  1. 称重法难点:纳升级体积称重难操作——重量微小、极易挥发。
  2. 吸光度法优势:更适配微量测量。操作技巧:先分大体积到孔,再分微量到液体内,减小挥发影响;参比溶液初始浓度与梯度需落在线性区间内。
  3. 可扩展性:本实验易于重复,结合更灵敏染料与合适浓度,可测更小分液体积(亚纳升级)。
  4. 更大体积测量:>2.5μL 可直接用精密天平称重(环境温度一致),操作更简单。
本报告所有数据真实、可溯源,欢迎第三方实验室按此方法复现验证。

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