从单一到多元：NichiMart模块化点胶机如何提升实验室效率

摘要

NichiMart是日本NICHIRYO（立洋）公司推出的一款2通道模块化工作站点胶机，专为需要高精度、高效率液体处理的实验室和工业生产环境设计。该设备采用独特的双通道独立模块化架构，允许用户从多种喷嘴模块中自由组合，实现样品分配、试剂分装、高倍稀释等多种液体处理任务的自动化。本文将从设计理念、核心技术架构、性能参数、应用场景及产品生态等维度，对该设备进行全面的技术解析。

1. 引言：精密液体处理的技术挑战

在生命科学研究和现代工业制造中，微升级别液体的精准处理是实验成功与产品质控的基石。从高通量药物筛选中的纳升级加样，到诊断试剂生产中的精密分装，任何微小的体积误差或交叉污染都可能导致实验失败或产品瑕疵。

传统的手工操作不仅效率低下，更在重复性与精确性上存在瓶颈——即便是最训练有素的操作者，也难以在成百上千次的重复加样中保持一致。而常规的自动化设备往往功能固化，难以适应多变的实验需求。

日本NICHIRYO公司推出的NichiMart 2通道模块化工作站点胶机，正是为应对这一挑战而生。它并非一台功能固化的设备，而是一个以“模块化工作站"为理念构建的液体处理平台，通过双通道独立模块化设计，在保证实验室级别超高精度的同时，实现了生产级别的高灵活性与高效率。

2. 核心设计理念：模块化定义工作流

NichiMart的设计哲学在于将“灵活性"和“用户自定义"置于核心。它从根本上改变了用户与设备的关系——用户不再是被迫适应设备固定功能的操作者，而是可以根据具体实验或生产需求，自由组合和配置设备的“流程设计师"。

2.1 双通道独立模块化喷头

这是NichiMart具革命性的特点。设备主体提供两个独立的安装位，允许用户从五种以上的喷嘴模块中任意选择两种进行组合安装。这意味着，一台设备可以在一次运行中同时执行两种不同的液体处理任务：

• 通道A：安装用于高粘度试剂分装的固定喷嘴

• 通道B：安装使用一次性吸头、适用于珍贵样品的微量移液喷嘴

从而实现“加样"与“加试剂"的同步进行。

2.2 按需配置实现复杂操作

这种模块化组合直接解锁了复杂液体处理流程：

• 高倍率稀释：通过选择两个不同容量范围的模块（如30μL和1000μL模块），设备可以轻松完成高达数百倍的稀释操作，无需人工中间转移，极大提升了稀释的精度和效率

• 兼顾通量与防污染：固定喷嘴与一次性吸嘴模块的组合，同时满足处理大批量常规试剂的高通量与处理特殊样本时避免交叉污染的双重需求

• 灵活的容器适配：两个模块的Z轴（垂直方向）可独立控制，自动适应不同容器中的液面高度；喷嘴间距可在9mm至24mm之间调节，适配从标准96孔板、384孔板到各种规格试管的多种容器

2.3 喷嘴模块系列

NichiMart提供五种核心喷嘴模块，覆盖从微量到较大体积的液体处理需求：

3. 技术架构与工作原理

NichiMart的性能建立在精密机械、智能传感与强大软件三大支柱之上。

3.1 精密流体驱动系统

点胶核心采用高精度步进电机或伺服电机驱动活塞，通过精准控制电机的旋转步数来间接控制活塞推进的行程，从而实现对输出液体体积的纳米级控制。不同容量的喷嘴模块内部集成了对应量程的精密注射泵，确保在其标定范围内达到佳精度。

系统还具备回吸功能，在点胶结束时通过瞬时负压回拉液柱，有效防止挂滴和漏液，保证点胶形态的完整性和一致性。

3.2 智能传感与运动控制

设备集成了高灵敏度的液位感应功能，能够自动探测样品液面、检测吸液是否充足、管路是否堵塞或出现空吸。这不仅避免了人为误判，更保证了流程的全自动化可靠运行，在处理珍贵样本时尤为重要。

在运动控制上，两个模块的Z轴可独立控制，使其能自动适应不同容器中不同的液面高度。同时，两个模块的间距调节范围9-24mm，确保了与多种规格容器的兼容性。

3.3 图形化工作站软件“NichiMaster"

所有硬件能力通过随设备标准配备的“NichiMaster"软件被统一调度和赋能。该软件提供直观的图形化界面，用户可通过拖拽等方式轻松编辑复杂的点胶协议，设定分配体积、速度、顺序、清洗步骤等。

软件支持自定义板架和容器图形，并能实时监控运行状态，对液体不足、吸头堵塞等错误进行即时报警与处理。它还支持从外部文件导入样本坐标，实现“樱桃采摘"式选择性点样，极大地拓展了应用边界。

4. 关键性能参数

4.1 硬件规格

4.2 精度与重复性

NichiMart的精度表现以变异系数（CV%）和准确度（AC%）衡量，数值越低代表重复性和准确性越好：

以200μL模块分配200μL液体为例，CV ≤ 0.5%意味着高的重现性，能够满足严格的实验室质控要求。

5. 典型应用场景

凭借其模块化、高精度和软件可编程的特点，NichiMart在多个关键领域发挥着核心作用：

5.1 生命科学研究

• PCR反应体系构建：高精度分配预混液，自动设置PCR反应溶液

• 细胞培养：培养基分配、细胞添加

• 核酸样本稀释：通过不同容量模块组合实现高倍率稀释

• 蛋白结晶筛选：纳升级别加样，保障实验数据可靠性

5.2 医疗卫生与临床检测

• 样本自动化分配：血液等检测样本的自动化分配

• 传染病检测：在生物安全柜中自动化分配传染病检测样本

• 模块化设计优势：便于在超净工作台或安全柜中安装，错误检测功能提升可靠性

5.3 体外诊断与生物制药

• 诊断试剂盒分装：高效完成ELISA、化学发光等诊断试剂盒的酶、底物、校准品分装

• 药物筛选：化合物添加与稀释

5.4 化工与材料工程

• 试剂分配与高倍稀释：多种喷嘴模块可选，清洁喷嘴单元实现高速稀释和分配

• 化学品合成：精准分配微量催化剂、昂贵反应物

• 液体样品吸入和排出的自动化

5.5 食品与环境检测

• 样品前处理：自动化处理标准品添加、内标加入以及系列浓度稀释

• 提高检测效率和一致性

6. 产品生态与选型参考

6.1 与NichiMart CUBE的对比

NichiMart系列提供不同配置以适应多样化的空间和通量需求：

6.2 耗材与配件

NichiMart配备完整的耗材体系，包括各种容量的点胶机器人吸头及支架：

7. 结论：从工具到解决方案的进化

NichiMart 2通道模块化工作站点胶机，标志着精密液体处理设备从功能单一的“工具"向高度集成的“用户自定义解决方案"的进化。它通过模块化的硬件架构，赋予了实验室和生产车间的流程设计自由；通过软硬件的深度集成，将复杂的手工操作转化为稳定、可追溯的自动化流程。

其核心价值体现在三个层面：

• 灵活性：双通道独立模块化设计，支持五种以上喷嘴模块的自由组合，适应从微量到较大体积、从普通试剂到珍贵样品的多样化需求

• 精确性：高精度步进电机驱动，配合液位检测、回吸防滴漏等功能，实现CV ≤0.5%的重复性

• 智能化：NichiMaster软件提供直观的图形化编程界面，支持复杂协议编辑、实时监控和错误处理

对于追求数据精准、效率提升和流程标准化的现代实验室与工业产线而言，NichiMart不仅仅是一台执行“点胶"动作的机器，更是一个能够持续适应未来需求、不断释放生产力的液体处理核心平台。它用精密的机械语言证明，在微观液体的世界里，灵活性可以与精度并存，效率能够与可靠性共进