ポンプの脈動とは

ポンプの脈動とは、その吐出に伴い、吸引動作や吐出駆動部の摺動抵抗などによって瞬間的に流量が脈上に上下する現象です。平均値ではない瞬間的な実際のポンプの流量は脈動の影響で細かく上下してしまうことはよくあります。

マイクロフローケミストリーにおては、流量変動は反応比率や混合比率の変動に直結し、脈動の発生は実験系の精度を悪化させる要因となります。

DDS研究やシングルセル解析に用いられるドロップレット(エマルジョン)作製においては、脈動の発生は時にはドロップレットを崩したり、内包物の注入率やシングルセル単離率に変化を及ぼしたり、単分散なドロップレットを継続して再現性をもって作製することを阻害する要因となります。下記はドロップレット作製をした場合に無脈動マイクロ流体ポンプと脈動がある一般のシリンジポンプを比較したデータです。

1.無脈動マイクロ流体ポンプ DMPPUを使用してW/Oドロップレットを作製した場合
無脈動送液
結果:
ドロップレットの直径CV値:0.6%
ドロップレット形成頻度や直径のばらつきが極めて少ない

2.一般のシリンジポンプを使用してW/Oドロップレットを作製した場合
脈動がある送液
結果:
ドロップレットの直径CV値:5.5%
脈動によってドロップレット形成頻度や直径にばらつきが発生

マイクロ流体実験系の構築には脈動が限りなく無いような上記無脈動マイクロ流体ポンプ DMPPUシリーズなどを使ったり、圧力ダンパーを用いたりする必要性があります。