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微流體儀器的穩定性

閱讀:302        發布時間:2020-5-19

微流體儀器中,穩定性是指儀器在存在外界干擾的情況下,能將某一物理量維持在一個恒定值的能力。在微流體實驗中,穩定性這一指標尤受關注,因為即使是微小的物理量變化,也可能極大的改變實驗結果,儀器穩定性越高,儀器的可重復性越好。

 

如何測量微流體儀器的穩定性

微流體實驗中,可通過穩定區間(Stability band)、標準差(Standard deviation)和變異系數(Coefficient of variation, CV)三個參數來量化微流體儀器的穩定性。

1.穩定區間(Stability band)

穩定區間指的是所采集到的物理量的小值到大值之間的范圍,此參數可在一定程度上代表微流體儀器的穩定性,其值越小,表明穩定性越好,對于一些泵類產品,穩定區間通常會以滿量程的百分比給出。

2.標準差(Standard deviation)

標準差是一門量化數據變化的工具,反映了數據集的離散程度,相對于穩定區間和樣本平均值,標準差更能代表微流體儀器的穩定性,標準差的值越小,表明穩定性越高。

3.變異系數(Coefficient of variation, CV)

變異系數指的是標準差與樣本平均值之間的比,是能體現微流體儀器的穩定性的參數,因為該參數不受測量尺度和量綱的影響,通常以一個無量綱的百分比表示,其值越小,表明穩定性越高。

 

微流體儀器穩定性受哪些參數影響?

微流體儀器的穩定性取決于分辨率、穩定時間(Settling time)以及通訊和反饋的算法。

分辨率指的是儀器能夠識別的物理量(如壓力泵中的壓強)的小變化,或者傳感器能檢測到的物理量的小變化,分辨率越高,微流體儀器需維持的物理量一定程度上就越能接近設定值。

穩定時間指的是儀器需維持的物理量達到要求值所用的時間,或者是傳感器檢測到新的讀數所花時間,穩定時間越短,儀器就能越快的補償儀器需維持的物理量。

 

穩定性實例對比

將Fluigent壓力泵和高精密注射泵做流量控制穩定性比較,由下面的流量控制對比圖和穩定時間對比圖可明顯看出,壓力泵的穩定區間很小,穩定時間極短,而注射泵的穩定區間大,穩定時間約在100s左右,表明壓力泵流量控制穩定性優于注射泵。

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