赛默飞酶标仪Multiskan Ascent结构解析

一、引言

Multiskan Ascent是赛默飞（Thermo Fisher Scientific）公司推出的智能型酶标仪，广泛用于吸光度检测类实验，如ELISA、蛋白定量、酶活性分析、细胞增殖检测等。相较于早期型号Multiskan EX，Ascent系列在结构设计、光学性能、微孔板适配性和数据处理能力上有显著提升。

理解Multiskan Ascent的内部结构及各部件协同机制，对于用户提升设备维护能力、优化实验设计和提高数据质量具有重要价值。本文将围绕其光学系统、机械系统、控制系统、接口系统、结构材料与模块布局等方面展开详细分析，呈现其设计逻辑与工程特点。

二、整体结构组成总览

Multiskan Ascent的结构设计体现出紧凑、高效、模块化的特点，便于维护、升级与稳定运行。整体构造可划分为以下五大系统：

以下将对各系统进行详细分解。

三、光学检测系统结构详解

光学系统是Multiskan Ascent最核心的结构单元，决定了其读数的准确性、线性范围、灵敏度和波长选择能力。

1. 光源模块

• 类型：多采用高稳定性钨灯或卤素灯作为连续谱光源，部分高端型号使用LED模块；

• 位置：固定安装于光学腔体左侧或底部，通过反光镜定向照射微孔；

• 特点：寿命长、光强稳定，便于更换；通过恒流驱动方式控制输出一致性。

2. 滤光片系统

• 构成：多枚可更换的干涉型滤光片，安装于旋转滤光片轮中；

• 波长覆盖：一般支持340–850 nm范围，常见滤片包括405 nm、450 nm、490 nm、620 nm等；

• 切换方式：通过电机驱动滤光片轮旋转，按程序设定自动切换波长；

• 优势：支持单波长与双波长检测，提升背景校正能力。

3. 光路设计

• 光路类型：采用垂直光路，光束自下而上穿透样品后被检测器接收；

• 准直机制：光束经准直透镜调整后保证光斑聚焦于孔底中心；

• 遮光结构：内部光学仓采用黑色防反光涂层，降低杂散光影响；

• 光强调节：配合软件自动校正吸光强度，提高低浓度样品灵敏度。

4. 检测器模块

• 元件类型：硅光电二极管阵列或高灵敏度CCD接收器；

• 工作方式：接收透过样品的光并转化为模拟电信号；

• 响应速度：每孔读取时间可小于0.3秒；

• 信号处理：模拟信号通过A/D转换器处理后传输至主控板。

四、微孔板传输与定位系统

为实现快速、精准地扫描96孔或384孔板中每一个孔，Multiskan Ascent配置了高精度的板位移动系统。

1. 板托结构

• 材质：铝合金或高强度复合塑料，确保稳定不变形；

• 支撑方式：装载于滚珠滑轨或导轨托架上，确保低摩擦线性滑动；

• 适配性：支持标准96孔、384孔微孔板；部分型号具备自动识别功能。

2. 驱动机构

• 电机类型：步进电机配合精密滚珠丝杆，精度高；

• 控制方式：通过闭环反馈系统调整每个孔位停留时间与位置偏差；

• 运行轨迹：水平线性移动，逐孔采样，无需旋转板体。

3. 定位识别模块

• 传感器位置：板托起始点及两侧配有位置检测光电开关；

• 功能：初始化归零、识别孔位起始位置，防止错孔、重复读取；

• 校准机制：可在软件中进行一次性板位校准，长期保存参数。

五、控制与信号处理系统

Multiskan Ascent内置多组控制电路板，实现对光源、电机、滤光片、电信号的协调管理。

1. 主控电路板

• 集成中央处理器（MCU）、时钟系统、存储器模块；

• 控制光源亮灭、滤光片选择、电机运动路径；

• 提供接口指令解析、系统状态检测等功能。

2. 信号处理板

• 模拟光电信号经滤波、放大、A/D转换后上传；

• 保证数据线性度与分辨率，提高低浓度样本精度；

• 输出吸光度（OD）值或浓度单位值。

3. 存储与操作逻辑

• 内部闪存可保存常用协议模板；

• 支持上电自检、操作状态监控；

• 部分型号支持离线读板、断电记忆功能。

六、软件与人机界面系统

Multiskan Ascent通过Ascent Software进行交互控制，数据读取、设置与分析全部由软件完成。

1. 软件控制内容

• 设置波长、孔位读取顺序、板型参数；

• 实时显示吸光度读数与曲线；

• 数据导出支持Excel、CSV、PDF等格式；

• 支持标准曲线拟合、批量处理与图表生成。

2. 面板按键与状态指示灯

• 部分型号具备面板按钮，用于“开机”“托盘开关”“读取开始”；

• 状态灯表示设备运行、待机、故障状态；

• 高端型号可选配触摸屏或LCD状态显示。

七、外壳结构与材料特性

Multiskan Ascent外部采用抗腐蚀、防静电、耐清洁材料制造，适应实验室多种环境。

• 外壳材料：高强度ABS塑料或防锈铝合金；

• 结构设计：封闭式隔尘腔体，降低液体或气溶胶入侵风险；

• 散热设计：底部与侧面设有通风孔与散热风扇，防止光源过热；

• 模块化结构：内部结构分区明确，便于维修与部件替换。

八、通讯与外设接口系统

Multiskan Ascent提供多种数据传输与外设连接方式，满足不同使用场景。

• 标准接口：RS232串口、USB接口；

• 外部设备支持：可连接打印机、条码扫描仪、实验室LIMS系统；

• 网络支持：部分型号提供局域网或Wi-Fi连接模块，适合多终端共享。

九、结构设计的优势解析

十、总结

Multiskan Ascent作为赛默飞高端酶标仪产品之一，在结构设计上高度集成、精密高效。其垂直光路、旋转滤光片、步进电机定位、模块化构造与智能控制系统的协同，确保了实验数据的准确、稳定与高通量处理能力。深入理解其结构不仅有助于规范操作与日常维护，也为科研工作者进行方法开发、数据优化提供强有力的技术支撑。

建议实验室在使用Multiskan Ascent过程中，结合结构理解建立起完整的操作规程、维护制度与培训体系，进一步发挥该设备在科研与诊断工作中的最大效能。