流体処理用途に適したポンプの選び方

流体ハンドリングに使用するポンプの種類は、主に実験室での用途によって決まります。この記事では、人気のあるポンプの種類を比較します。

マイクロインジェクター

WPIのマイクロインジェクターは、細胞に液体を注入するために精密に調整された空気圧を使用します。注入される体積はピコリットルからナノリットルの範囲です。ポートは高圧射出用の正圧を供給します。圧力ポートは射出パルス間に注入ピペットに低い正の「補償」圧力を維持し、毛細管現象による液体の吸い上げを防ぎます。 

タイミング、射出圧、補償圧はタッチスクリーンインターフェースで独立して調整できます。時間間隔は射出圧設定により2秒から10ms以下まで設定可能です。射出圧の間隔はフットスイッチまたはコンピューター制御のTTLパルスでトリガーされます。  

WPIマイクロインジェクターは、薬剤などの非常に少量の液体を細胞や小さな細胞小器官に注入するよう設計されています。圧力注入は、荷電イオンの使用を必要としないため、電気イオノフォレシスの有用な代替手段です。2種類の異なる正圧を適用できます：高圧での射出用と、毛細管現象によるピペットの逆流を防ぐための低圧用です。 

WPIマイクロインジェクターは、別々に調整可能な補償圧（逆流防止）と射出圧を備え、射出圧から補償圧へ自動的に切り替わる精密タイミング回路を搭載しています。用途に応じて選べる3種類のマイクロインジェクターを提供しています。

• MICRO-ePUMPは内部圧力源と統合されたMICRO-ePORE™ピンポイントセルペネトレーターテクノロジーを備えています。 
• uPUMPには内部圧力源もあります。
• PV850マイクロインジェクターは外部圧力源が必要です。

ペリスタルティックポンプ

ペリスタルティックポンプは、ポンプヘッドの縁を回転する一連のローラーを備えています。柔軟なチューブがローラーの周りに通され、ローラーに接する部分でチューブをしっかりと押しつけてつまみます。ローラーがヘッドの周りを回転すると、チューブ内の液体が入力から出力へと移動します。ヘッドの回転速度とチューブのサイズが、ポンプで送れる液体の量を決定します。ポンプ可能な量は、入力源の容量によってのみ制限されます。

シリンジポンプ

シリンジポンプは、通常ステッピングモーターで駆動されるモータードライブのプッシャーブロックに取り付けられたシリンジで構成されます。シリンジに液体を充填しポンプにセットします。プッシャーブロックが動くとシリンジのプランジャーを押し、液体を排出します。これらのポンプの中には精密制御が可能なプログラム機能を持つものもあります。さまざまなシリンジポンプが利用可能です。

• 注入／吸引（I/W）は、シリンジプランジャーをプッシャーが保持し、モーターがプランジャーを引いて液体を吸引し、押して注入する機能を指します。
• プッシュ／プルシリンジポンプは、2つのシリンジを背中合わせに取り付け、プッシャーブロックの動きで一方のシリンジから液体を同時に引き出し、もう一方に同量を注入します。

圧力注入器

圧力注入器は空気圧を使ってマイクロピペットやチャネル内の液体を移動させます。ピペットやチャネル内の液体の後ろの空気が液体を動かします。ポンプはソレノイドバルブ（電子／機械式スイッチ）で空気の流れを制御します。ポンプは圧力を制御するレギュレーター、圧力計、電子制御のソレノイドバルブ、タイマーで構成されます。これらのポンプは通常、ピコリットルからナノリットルの非常に小さな容量に使用されます。注入される容量はガラスチップの内径（ID）、圧力、時間で制御され、式PV=nRTを用います。圧力（パスカル）×容量（m3）は気体のモル数×定数×温度（ケルビン）に等しいです。 

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