日本立洋（NICHIRYO）NichiMart CUBE-mini：緊湊型模塊化點膠工作站的技術解析與前瞻應用

摘要：本文對日本立洋（NICHIRYO）公司研發(fā)的NichiMart CUBE-mini（型號：00-NMT-CM）單通道模塊化點膠工作站進行了全面的技術文獻綜述。文章系統(tǒng)闡述了該設備以緊湊化、模塊化和智能化為核心的設計哲學，詳細剖析了其硬件架構、控制軟件、關鍵性能參數(shù)及其在精準醫(yī)療、生命科學研究和材料工程等領域的典型應用場景。通過分析其作為實驗室手動操作與大型全自動工作站之間的關鍵橋梁定位，本文論證了NichiMart CUBE-mini在推動實驗室向柔性化、分布式自動化升級過程中的重要價值與未來潛力。

1. 引言

在生命科學、精準醫(yī)療和材料研發(fā)領域，液體處理的精確度、重復性與效率是決定實驗成敗和產(chǎn)業(yè)化進程的關鍵瓶頸。傳統(tǒng)的人工移液操作不僅勞動強度大、通量低，而且難以避免由人員差異帶來的偶然誤差。大型全自動化液體處理工作站雖能解決上述問題，但其高昂的成本、龐大的體積以及對專用空間的苛刻要求，往往使其難以融入常規(guī)實驗室或生物安全柜等特定操作環(huán)境。

針對這一市場空白，日本立洋（NICHIRYO）憑借其在精密液體處理領域的技術積淀，創(chuàng)新性地推出了NichiMart CUBE-mini。該設備定位為“單通道模塊化緊湊型點膠工作站"，其核心設計目標并非在單一性能參數(shù)上追求，而是旨在通過高度集成與靈活配置，為空間有限的標準化實驗室或特定工藝流程，提供一個成本可控、操作直觀且性能專業(yè)的自動化解決方案。它代表了實驗室自動化向桌面化、柔性化發(fā)展的一個重要趨勢，是將專業(yè)級精密液體處理能力“封裝"于緊湊形態(tài)中。

2. 核心設計哲學與技術架構

NichiMart CUBE-mini的設計哲學深刻體現(xiàn)了“模塊化"與“工作站"兩大核心理念，旨在破解實驗室空間與自動化需求之間的矛盾。

2.1 緊湊化與集成化設計

設備外形尺寸僅為600（寬）x 420（深）x 550（高）毫米，重量約25公斤，其精巧的集成設計摒棄了傳統(tǒng)大型設備的笨重形態(tài)。這使得它能夠輕松適配標準實驗臺面，尤其便于直接安裝于II級生物安全柜、超凈工作臺等對設備尺寸有嚴格限制的受控環(huán)境內(nèi)。這一特性使傳染性樣本處理、珍貴細胞培養(yǎng)等必須在安全柜內(nèi)完成的作業(yè)，得以在操作源頭實現(xiàn)自動化，極大提升了操作安全性和標準化水平。

2.2 模塊化硬件架構

該工作站的機械與液路系統(tǒng)采用了“核心平臺+可換模塊"架構。其核心是一個可編程的三軸運動平臺，而執(zhí)行液體轉移功能的噴嘴單元（點膠頭）則模塊化，支持用戶根據(jù)實驗需求快速更換。標準系統(tǒng)配置為200μL噴嘴單元，同時提供30μL、1000μL、1200μL等多種容量的單通道噴嘴作為選配，并可升級至8通道噴嘴單元以實現(xiàn)有限的并行處理能力。這種設計賦予了設備從微升級（3μL）到毫升級（10mL）的寬泛液體處理能力，使其應用場景極為靈活。此外，設備還預留了I/O端口，可用于連接和控制外部設備（如搖床、加熱器），進一步擴展了其功能邊界。

2.3 智能化軟件平臺

設備標配的“NichiMaster CUBE-mini"軟件是其“智能化"的靈魂。該軟件采用直觀的圖形化用戶界面（GUI），用戶可通過簡單的拖拽操作，將各種標準容器（如微孔板、試管架、儲液槽）的圖標在工作臺圖形上進行布局，軟件將自動識別并確定其坐標。通過這種“所見即所得"的方式，用戶無需編寫復雜代碼即可輕松創(chuàng)建、修改和執(zhí)行復雜的液體處理協(xié)議，極大地降低了自動化操作的門檻和學習成本。所有創(chuàng)建的協(xié)議均可保存和調(diào)用，有力推動了實驗流程的標準化和文檔化。

3. 技術規(guī)格與性能參數(shù)

3.1 基本規(guī)格

3.2 分配性能與精度

不同噴嘴單元在指定體積下的系統(tǒng)誤差（準確性）與隨機誤差（重復性，以CV表示）性能優(yōu)異，具體數(shù)據(jù)如下表所示：

注：可清洗噴嘴在全程范圍內(nèi)可實現(xiàn)≤1.0%的系統(tǒng)誤差和≤0.2%的隨機誤差。

4. 應用場景分析

NichiMart CUBE-mini的靈活性和精密性使其在多個前沿領域成為關鍵工具，主要應用方向包括：

• 分子生物學與PCR預處理：自動完成PCR反應體系的構建，包括預混液的精確分配和樣本添加，顯著減少人為誤差，提高反應均一性。

• 臨床檢驗與樣本處理：在生物安全柜內(nèi)自動化分裝血液、血清或其他傳染病檢測樣本，保障操作人員生物安全，并提升大批量檢測的效率和標準化程度。

• 藥物篩選與生命科學研究：適用于ELISA、細胞接種、化合物添加等微孔板操作，兼容384孔板格式，滿足中高通量篩選需求。

• 工業(yè)與材料工程：用于對有機溶劑、金屬溶液等特殊液體的自動化、高重復性分裝與稀釋，滿足工業(yè)生產(chǎn)中的質量控制或材料研究中的樣品制備需求。

5. 在產(chǎn)品生態(tài)中的定位與展望

在NICHIRYO的自動化產(chǎn)品線中，NichiMart CUBE-mini精準地手動移液器與大型全自動系統(tǒng)（如NSP-7000 IV）之間的市場空白。相較于前者，它實現(xiàn)了流程自動化和編程控制；相較于后者，它則以更低的成本、更小的占地和更高的部署靈活性取勝。它不僅是用戶進行實驗室自動化升級的“入門優(yōu)選"，更是為特定工藝建立專用、緊湊型自動化單元的“核心引擎"。

展望未來，隨著智能實驗室和分布式自動化網(wǎng)絡的發(fā)展，像NichiMart CUBE-mini這類具備標準化接口和強大軟件控制能力的緊湊型工作站，有望作為獨立的自動化節(jié)點，與實驗室信息管理系統(tǒng)（LIMS）、樣本傳輸系統(tǒng)及更高通量的處理系統(tǒng)聯(lián)動，共同構建靈活、可擴展的下一代實驗室自動化生態(tài)。

6. 結論

NICHIRYO NichiMart CUBE-mini單通道模塊化點膠工作站，通過其創(chuàng)新的緊湊型設計、高度靈活的模塊化硬件以及直觀易用的智能軟件，成功地將專業(yè)級的精密液體處理能力引入了常規(guī)實驗室的每一個角落。它不僅僅是一款產(chǎn)品，更代表了一種面向未來的自動化理念：高效、智能的自動化解決方案，應當是無縫融入現(xiàn)有工作流程、賦予科研人員更大創(chuàng)造性自由、并能隨需求靈活演進的工具。對于致力于提升實驗質量、效率和標準化水平的現(xiàn)代實驗室而言，NichiMart CUBE-mini無疑是一個價值的戰(zhàn)略性選擇。