Was ist eine Mikrospritzenpumpe?
Eine Mikrospritzenpumpe ist eine Pumpe zum Fördern von Flüssigkeiten.
Sie besteht in der Regel aus einem spritzenförmigen Behälter, der sogenannten Spritze, und einem Kolben, der es der Pumpe ermöglicht, winzige Flüssigkeitsmengen in Mikrolitern zu fördern, wenn sie gedrückt wird. Sie werden hauptsächlich in Umgebungen eingesetzt, in denen eine sehr genaue Kontrolle der Flüssigkeit erforderlich ist, wie in der medizinischen Praxis oder in der chemischen Synthese.
Bei der Verwendung der Pumpen ist Vorsicht geboten, da sich die Geräte an hoch gelegenen Orten befinden und die Flüssigkeit in den an die Mikrospritzenpumpe angeschlossenen Schläuchen und der Druck dazu führen können, dass eine größere Flüssigkeitsmenge als erwartet austritt.
Anwendungen von Mikrospritzenpumpen
Mikrospritzenpumpen werden aufgrund ihrer kompakten Größe und ihrer hohen Regelungsleistung in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, z. B. im medizinischen Bereich und bei pharmazeutischen und chemischen Experimenten. Bei der Auswahl einer Mikrospritzenpumpe sind folgende Faktoren zu berücksichtigen: die pro Stunde geförderte Flüssigkeitsmenge, die mögliche kontinuierliche Förderdauer, die Sicherheit und das Vorhandensein von Warneinrichtungen.
1. Der medizinische Bereich
Im medizinischen Bereich werden sie zur Verabreichung von narkotischen Analgetika und anderen Medikamenten verwendet, die eine Feinabstimmung der Dosierung erfordern. Zum Beispiel bei Infusions- und Verabreichungssystemen für Medikamente, wo eine präzise Flusskontrolle und Feininjektion erforderlich ist.
Sie werden auch eingesetzt, wenn Vorgänge im mikroskopischen Maßstab erforderlich sind, z. B. beim Transfer von Flüssigkeiten in lebende Organismen oder bei der Steuerung des Betriebs von Biosensoren.
2. Analytische Chemie
Sie wird sehr häufig bei pharmazeutischen und chemischen Experimenten eingesetzt, bei denen die Preise für Chemikalien sehr hoch sind und in vielen Fällen Zubereitungen im Mikrolitermaßstab erforderlich sind. Beispiele sind analytische Systeme wie Massenspektrometer und Chromatographiegeräte.
3. Biowissenschaftliche Forschung
Mikrospritzenpumpen spielen auch in der Life-Science-Forschung eine wichtige Rolle. Experimente wie Zellkulturen und genetische Manipulationen erfordern die Injektion von mikroskopisch kleinen Reagenzien und Lösungen. Mikrospritzenpumpen werden eingesetzt, um diese winzigen Vorgänge präzise und konsistent durchzuführen.
4. Mikrofluidik
Eine häufige Anwendung für Mikrospritzenpumpen ist die Steuerung von mikrofluidischen Geräten. Geräte mit Mikrostrukturen, wie z. B. Mikrokanäle und Mikroreaktoren, erfordern die Steuerung kleinster Flüssigkeitsmengen.
Mikrospritzenpumpen werden zur präzisen Flusskontrolle in diesen Geräten eingesetzt.
Funktionsweise von Mikrospritzenpumpen
Eine Mikrospritzenpumpe besteht aus einer Spritze und einem Kolben, wobei die Spritze mit Flüssigkeit gefüllt ist und der Kolben zum Fördern der Flüssigkeit dienen kann. Innerhalb der Spritze befindet sich ein Ventil, das dem Kolben gegenüberliegt. Das System wird durch Änderungen des Drucks in der Spritze gesteuert.
Die Mikrospritze, die wie eine Spritze aufgebaut ist, ist ebenfalls mit einem Tisch, einem Motor und einer Steuereinheit ausgestattet. Bei dem Motor handelt es sich meist um einen Schrittmotor, der sich präzise in einem festen Winkel bewegt und die Flüssigkeit mit einer konstanten Durchflussrate befördert. Bei Mikrospritzen werden starre Spritzen verwendet, um sicherzustellen, dass sich das Volumen während des Betriebs nicht aufgrund von Änderungen des Innendrucks ausdehnt.
Zunächst wird der Kolben gezogen, um die Flüssigkeit in die Spritze zu saugen, die durch ein geschlossenes Ventil gekennzeichnet ist, das verhindern soll, dass die angesaugte Flüssigkeit zurückfließt. Dann wird der Kolben angetrieben und das Ventil öffnet sich, um die Flüssigkeit zu pumpen. Der Motor steuert den Kolben präzise, um die gewünschte Durchflussmenge und den gewünschten Druck zu erreichen.
Darüber hinaus können Rückkopplungssteuerungen und Sensoren kombiniert werden, um die Effizienz und Genauigkeit der Pumpe zu verbessern. Viele Produkte verwenden eine Skala anstelle eines Touchscreens, um sicherzustellen, dass die Ziffern der Eingabewerte korrekt sind.
Merkmale von Mikrospritzenpumpen
Mikrospritzenpumpen zeichnen sich durch ihre Kompaktheit, ihre hohe Steuerbarkeit und ihre Eignung für die Förderung kleinster Flüssigkeiten aus. Bereits jetzt werden Pumpen mit unterschiedlichen Kapazitäten und Förderbereichen für eine Vielzahl von Anwendungen entwickelt. Von einigen Mikrospritzenpumpen gibt es auch fortschrittliche Versionen, wie z. B. selbstfahrende und funkgesteuerte Ausführungen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Mikrospritzenpumpen Geräte sind, die Flüssigkeiten durch Drucksteuerung übertragen und so eine kompakte und präzise Handhabung von Flüssigkeiten ermöglichen. Aufgrund ihrer Vorteile und ihres Anwendungsspektrums spielen sie in verschiedenen Bereichen der Forschung und Industrie eine wichtige Rolle.