长期以来，行业都将解决客户实际工作中的痛点与难点作为研发产品的重要方向，但能否在此基础上不断进行创新和突破，是衡量一个产品是否优秀的重要标准。就生化检测设备而言，样本针的清洁是否彻底，是引起携带污染的重要因素，但繁琐、不智能、不规范的维护给结果准确带来了风险，同时增加工作量，降低工作效率。

Usonicwash——迈瑞在生化行业首创的样本针超声清洗技术，为临床提供了一个可能改变生化分析仪使用习惯的检测解决方案。

超声清洗技术视频展示

据相关数据显示，目前行业大部分的生化样本针在累积一定的测试量后，针的外表面均会粘附一层顽固性的杂质，造成样本针分样量不精确或清洗效果大打折扣，最终导致测量结果发生偏差。

样本针外表面顽固性杂质

 

为解决该问题，大部分厂家给出的方案大多是每天对样本针进行喷液检查，定期对样本针进行手动的拆卸与清洁。客户常常会困惑：这种阶段性维护每周进行一次是否合理？是否会造成维护周期内样本针已经不干净导致检测被污染？

客户端人工维护操作步骤

 

另外，人工维护需要手动拆卸样本针，这需要经过培训的熟练操作者才能完成，且耗时费力；同时还会有操作者接触样本带来的生物风险以及样本针弯折甚至变形带来的损坏，维护后安装不到位导致的设备漏水、刮花反应杯、撞针等更严重的后果，这些都影响设备的使用体验。

 

怎样才能实现样本针的人工简洁智能维护，同时又大幅降低携带污染？

目前，样本针上的难以清洗的物质是试管中的分离胶和其他顽固性杂质，现有的常规清洗和化学洗剂清洗均无法有效解决此问题。迈瑞通过多次方案探索与可行性研究，确定超声波清洗对分离胶和其他顽固性杂质有比较好的清洗效果。

红外与EDS污染物成分分析

如何将超声清洗技术应用在生化分析仪中，还需要解决如下设计难题：

• 超小型的超声清洗属于超声清洗应用的全新领域，没有成熟理论作为指导；

• 利用超声波清洗分离胶和其他顽固性杂质，清洗方案需要从零探索；

• 样本针在高效清洗同时如何保证表面光洁度不受损；

• 超声清洗整合到分析仪自动清洗的程序中，需要确保涉及流体、声学、机械、硬件、软件等多专业协同与有效配合。

在迈瑞美国硅谷超声技术研究院声学专家的指导下，研发团队对超声清洗池进行详细的理论计算，同时通过专业软件，对超声清洗池的声场、频率特性、响应特性等进行了模拟仿真计算，结合全自动维护的液路流程，设计超声清洗池的初步结构。通过超过多次的形状尝试与打样验证，确定了超声清洗池的最终结构。

微型超声清洗池结构

同时，对样本针表面黏附物的清洗剥离力进行理论计算，同时根据样本针材料的力学性能设计超声清洗池的清洗能力，确保在进行有效清洗的同时，不损伤样本针的表面光洁度。

检测过程中，确认样本针在清洗池的最佳清洁位置也非常重要，它可以保证超声能量恰好可以洗净陈旧性分离胶和其它顽固性的物质而不损坏仅有4根头发丝粗细的样本针内壁；迈瑞利用在超声领域30年的技术积累，通过精准地控制发声频率、声序与波形，使超声能量场精准定位在样本针尖3-5mm得高度，并实施高强清洗，最终实现了超声清洗池内部聚焦清洗。

调整振幅保证清洗效率及样本针最佳清洗位置

除此之外，解决方案在客户端应用的稳定性也十分重要，为此研发团队做了以下创新：

• 物料选择与控制：在完成池体结构，换能设计，与工作流程的协同研究后，对供应商进行现场制造工艺审核，建立符合6σ标准的出厂检验与来料验证；

• 物料以及整机的可靠性测试：共进行280万次的可靠性验证与客户端的临床使用验证；

• 在装配阶段进行严格工艺控制，建立了端到端质量管控体系，保证超声清洗池从制造、转运、装配最终到客户端的质量稳定性；

• 在寿命设计方面，通过2项降低超声清洗池工作温升的专利技术，把工作温升控制在35℃以下，保证超声清洗池在10年的正常使用寿命内稳定可靠。

 

样本针清洁前后对比

 

好产品的诞生离不开核心技术的突破，该微型超声波物理清洗技术在生化分析仪上的应用实现了从无到有的突破，建立了全自动微型超声清洗技术从理论计算到生产工艺控制的完整自主知识产权，且拥有了17项专利。在迈瑞它被首次应用在BS-2800M全自动生化分析仪上，解决了客户进行样本针手动维护繁琐不智能的痛点，实现了180天内的生化样本针智能维护，并确保了携带污染率小于0.1ppm，同时有效延长了样本针的使用寿命。