一、防溅现象概述

1. 什么是防溅？

“防溅”是指在洗板过程中控制洗涤液体在注入、震荡、抽吸等步骤中不发生飞溅、液珠跳溅或气泡爆溅，以保障样品稳定性和孔间独立性。

2. 洗板过程中哪些操作易产生飞溅？

• 高速注液：液体强力注入孔中，撞击底部反弹。

• 吸液过程中的气泡卷入：气体突入引发液柱崩溃。

• 针头定位不准：偏斜射入液面边缘。

• 清洗震荡/浸泡振动时间设置不当。

• 设备调压不稳：忽高忽低引发液柱失控。

• 废液回抽不及时：残液逆溅至微孔口。

这些微观物理变化，在实验尺度下可以造成极大误差。

二、防溅为什么至关重要？

在许多实验中，尤其是ELISA检测，其结果高度依赖于样品之间的独立性与孔内反应的完整性。液体飞溅若不受控，将直接影响实验结论。具体风险如下：

1. 孔间交叉污染

液滴从一个孔飞溅至另一个孔，带入不同抗体、抗原或底物，严重干扰实验结果，造成假阳性或假阴性。

2. 信号强度异常

底物飞溅到空白孔，或标准品飞溅至测试孔，将导致不规则显色现象，拉低实验重复性。

3. 试剂损失

洗板后孔内液体残留不均，部分孔液体损失严重，造成浓度稀释或反应不完全。

4. 酶标仪读取误差

飞溅后的液体可能挂在孔壁或底部，影响光程一致性，酶标仪读取OD值不准确。

5. 对细胞实验的破坏

细胞清洗中若液柱冲击过猛或震荡引发飞溅，易使贴壁细胞剥离，导致细胞流失和实验失败。

三、飞溅形成的物理机制

要有效防控液体飞溅，必须了解其发生机制。飞溅的根本是液体受到冲击力、重力、表面张力与空气扰动的共同作用：

1. 喷射速度过快：液柱进入液体或板底瞬间反弹，引发“皇冠状飞溅”。

2. 液面高度不一：某些孔中液体较多，落差引发扰动。

3. 气泡破裂：液体中夹带空气，在吸液时突然爆裂。

4. 洗头倾斜或未对正：注液方向不垂直，使液流冲击孔壁。

5. 不当震荡：设置震荡幅度过大或频率过高。

四、哪些实验对防溅更敏感？

• 高灵敏度ELISA（如检测pg/mL级别细胞因子）；

• 核酸杂交洗板（DNA/RNA污染极易交叉）；

• 贴壁细胞实验（细胞剥离后数据丢失）；

• 高通量筛选（如384孔板，更易飞溅）；

• 自动样本追踪系统中的序列性分析（孔间错误会被放大至整个数据链）。

五、洗板机防溅设计的技术手段

优秀洗板机在结构和程序上已经采取了一系列防溅设计：

1. 软启动液压系统

缓慢启动注液/吸液过程，避免瞬间液柱冲击。

2. 吸液深度精准控制

根据板型与液面高度，自动调节吸头距底距离（通常保持1~2mm）。

3. 喷头角度与压力调节

控制液体射流角度、速度，确保不形成反弹。

4. 智能注液节奏控制

通过脉冲模式或逐孔缓注技术降低冲击力。

5. 防飞溅挡板或孔间分离罩

高端型号设计了孔间防护环，防止液滴跳跃至相邻孔。

6. 低泡洗液优化

采用配方改良洗液（如低表面张力PBS-T），减少泡沫飞溅。

六、实验室操作中如何避免飞溅？

设备优化是前提，但操作规范更是基础。以下为实验中可执行的防溅策略：

1. 设置合适的注液/吸液速度

不要盲目追求清洗速度；适当降低速度有助于控制液面稳定性。

2. 选用合适孔板

高质量孔板（如边缘厚、孔位均匀）更利于避免液体飞出或孔间跳跃。

3. 检查吸头状态

变形或歪斜的吸头易导致液体射偏或吸液失败，需定期校准。

4. 严格限制液体体积

每孔液体不宜过满，保留至少2–3 mm空间避免溢出。

5. 避免气泡混入

注液前轻敲板底或静置几分钟，促使气泡上浮消失。

6. 定期清洗废液系统

废液回流堵塞也可引发孔内液体倒喷，引起飞溅污染。

七、防溅性能如何评估？

可通过以下方法评估洗板机防溅性能：

1. 显色交叉污染测试

操作洗板流程后，仅加底物至空白孔，检测是否出现非特异性显色。

2. 染液示踪法

使用含染料洗液（如0.01%酚红），检查清洗后是否存在色素转移。

3. 滴水模拟法

手动加液至边缘孔，模拟极端条件，评估防溅表现。

4. 视觉成像法

清洗后拍摄孔底照片，观察液滴残留、挂壁或跳跃痕迹。

八、标准操作规程（SOP）中应包含的防溅内容

为确保实验标准化，建议将防溅操作写入SOP中，具体包括：

• 洗板程序推荐参数（液体体积、压力、速度）；

• 洗头吸液深度标准；

• 孔板选择建议；

• 每次使用前检查点（如吸头状态、洗液配比）；

• 飞溅预警标准（如孔间显色异常）；

• 出现飞溅后重洗或弃板处理规定。

九、常见飞溅问题案例分析

案例1：ELISA阳性率异常升高

某实验在更换洗板机型号后发现阴性对照频现OD值>0.2。排查发现新洗板机注液压力偏高，清洗阶段底物飞溅至空白孔。调整注液速率后恢复正常。

案例2：细胞实验清洗后大量细胞丢失

细胞在96孔板中贴壁培养，洗板后细胞严重漂浮。原因是吸头过深，负压过强，瞬间吸走了细胞层。后调整吸液高度并降低泵速，细胞附着率显著提升。

十、未来防溅控制的发展方向

随着洗板自动化和高灵敏度实验技术的发展，防溅控制将日趋智能化：

1. 飞溅传感器集成

未来洗板机可能加入光学/电容式传感器，实时检测液体跳跃或溅出信号并报警。

2. 孔位独立反馈系统

每个孔的清洗状态监控，实现真正精细化清洗。

3. 算法优化控制逻辑

通过AI学习不同液体、不同实验条件下的最优注吸参数，动态调整操作节奏。

4. 一次性防溅插入模块

类似PCR盖膜结构，每次使用前安装可抛式防溅垫，避免孔间液体传递。

结论

洗板机操作中是否需要防溅控制？答案是肯定而绝对的。液体飞溅不仅会影响实验结果的精确性，还可能引起交叉污染、酶标仪读取误差和细胞损伤等一系列问题。无论是从实验科学性、设备保护性，还是从实验室质量体系的完整性来看，防溅都是不可忽视的重要技术环节。

通过合理的设备选择、科学的参数设置、标准化的操作流程和实时的监控手段，可以有效控制洗板过程中的飞溅现象，保障实验顺利、高效进行。