Caframo(Wiarton,ON)實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品銷(xiāo)售和營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理Marta LaForest說(shuō),“攪拌器是實(shí)驗(yàn)室主機(jī),可與許多其他儀器,包括均化器或pH計(jì)一起使用,或者自己溶解溶質(zhì)或混合反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)室經(jīng)理雜志**近的一項(xiàng)調(diào)查顯示,生命科學(xué),醫(yī)藥,制藥,化學(xué),食品和飲料行業(yè)的攪拌器**大的吸引力。
攪拌器類(lèi)型的選擇取決于樣品的尺寸,組成和物理性質(zhì)。磁力攪拌器通常用于高達(dá)幾升體積的非粘性液體。Caframo專(zhuān)業(yè)從工作臺(tái)規(guī)模(2升容量)到高壓型號(hào)混合高達(dá)80升粘性產(chǎn)品的頂置攪拌器。
粘度的東西
厚的粘性材料或非常大的體積不適合于振動(dòng)或磁力攪拌。磁耦合可能不夠強(qiáng)到足以克服粘度,并且攪拌棒渦流可能不會(huì)達(dá)到足夠高到流體中以提供均勻混合。這些樣品幾乎總是需要高架攪拌器,其向樣品提供更多的能量。
粘度變化(或多或少粘稠)的樣品也受益于頂部攪拌。Eberbach(Ann Arbor,MI)的總工程師Joe Novotny提到淀粉電泳,其中將淀粉加入到緩沖液中。“一旦它變熱,淀粉開(kāi)始溶解,然后聚合,溶液變得相當(dāng)粘稠”。類(lèi)似地,改變相的材料,例如從凝膠到液體或反之亦然,是用于頂部攪拌的良好候選物。
在過(guò)去15年中,頂置式攪拌器制造商已經(jīng)從使用由變阻器控制的交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)樘峁└每刂频闹绷饔兴㈦妱?dòng)機(jī)。今天,許多型號(hào)采用小型無(wú)刷直流電機(jī)。隨著電子裝置變得更小,更緊湊,并且可用于許多類(lèi)型的儀器,頂置攪拌器已經(jīng)從將攪拌“方法”直接編程到儀器中的能力中受益。這些涉及大多數(shù)攪拌模式,例如,慢速。
新的無(wú)刷直流電機(jī)包含霍爾效應(yīng)傳感器,使攪拌器“看”他們旋轉(zhuǎn)多快。“攪拌器可以改變速度,無(wú)人值守,以響應(yīng)樣品中發(fā)生的事情,”諾沃特尼說(shuō)。“在舊型號(hào)上,操作員需要在這種情況下增加電機(jī)功率。
根據(jù)LaForest女士的說(shuō)法,無(wú)刷直流電機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是它們的效率。“這種類(lèi)型的電機(jī)的所有動(dòng)力進(jìn)入混合產(chǎn)品,而不是產(chǎn)生熱或外來(lái)運(yùn)動(dòng)。
計(jì)算機(jī)化在大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室儀器中是一個(gè)顯著的趨勢(shì),包括攪拌器和振動(dòng)器。然而,除了必須驗(yàn)證過(guò)程的受管制工業(yè)之外,幾乎不存在將架空攪拌器連接到計(jì)算機(jī)的需求。“我看到振動(dòng)器連接到計(jì)算機(jī)記錄攪拌時(shí)間和速度,”諾沃特尼說(shuō),“但總的來(lái)說(shuō),這是不必要的,因?yàn)榭刂乒δ芤呀?jīng)內(nèi)置在儀器中。
不是每個(gè)人都同意這一說(shuō)法。Caframo的架空攪拌器缺乏計(jì)算機(jī)控制的能力,“但這一特性正在進(jìn)行中,”LaForest女士說(shuō)。與計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)連接有助于記錄結(jié)果和量化粘度和速度值。“這里的主要好處是重復(fù)性和一致性,”她說(shuō)。“運(yùn)營(yíng)商想要建立一個(gè)運(yùn)行,并以相同的方式做下一次。
所有都搖了搖頭
大量的混合應(yīng)用不需要頂置式攪拌器的堅(jiān)固性。許多化學(xué)家通過(guò)他們的整個(gè)職業(yè),例如,只使用磁力攪拌棒或熱板攪拌器。另一個(gè)傾向于避免架空攪拌器的工業(yè)是生物技術(shù),特別是對(duì)于細(xì)胞培養(yǎng)。雖然大規(guī)模生物制造確實(shí)采用小規(guī)模的葉輪式攪拌,但是更可能看到振動(dòng)臺(tái)或桌面搖擺式混合器。
即使在大規(guī)模,生物技術(shù)正在遠(yuǎn)離不銹鋼葉輪,由于它們?cè)诩?xì)胞上的剪切應(yīng)力。一些一次性生物反應(yīng)器袋仍然使用老式攪拌技術(shù),但是這些技術(shù)正在讓位給磁力攪拌器,超導(dǎo)漂浮攪拌輪,壓縮和膨脹袋的外部致動(dòng)器以及氣體致動(dòng)槳輪。
然而,在小規(guī)模,生物混合器是要走的路。這些有幾種設(shè)計(jì),從單個(gè)樣品的渦流混合器,需要短期混合到復(fù)雜的溫度控制“表”模型的多個(gè)樣品和微量滴定板。
溫度控制是經(jīng)歷攪拌的細(xì)胞和微生物培養(yǎng)物的關(guān)鍵特征。一個(gè)常見(jiàn)的設(shè)計(jì)是搖動(dòng)水浴,其以高達(dá)每分鐘400次沖程振動(dòng)樣品。Grant Instruments公司(新澤西州希爾斯伯勒)的北美銷(xiāo)售和營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理Joseph Costello說(shuō):“水浴工作良好,溫度公差非常小,樣品傳熱良好。”但他還承認(rèn),它們可能是雜亂的,因?yàn)槠孔幼谒小?/p>
另一方面,微量滴定板振蕩器通常以更快的頻率運(yùn)行,因?yàn)轶w積是微小的,并且樣品傾向于在孔內(nèi)部就位。
一些體細(xì)胞和大多數(shù)干細(xì)胞對(duì)剪切非常敏感,因此它們存活的**類(lèi)型的攪動(dòng)是在臺(tái)式攪拌器上輕柔搖動(dòng)。直到**近,以這種方式攪拌在搖瓶中生長(zhǎng)的培養(yǎng)物。Wave Biotech現(xiàn)在是GE醫(yī)療集團(tuán)的一個(gè)單位,其整個(gè)業(yè)務(wù)圍繞塑料生物反應(yīng)袋的桌面搖擺,其規(guī)模從幾毫升到1000升不等。
選擇混合器或攪拌器時(shí)的一個(gè)考慮因素是您特定操作的下游。如果放大不在地平線上,幾乎任何合適的攪拌或混合溶液都可以。另一方面,攪拌不總是從板到小瓶到大反應(yīng)器平穩(wěn)地縮放。“但這就是為什么公司有過(guò)程開(kāi)發(fā)小組,”Costello先生說(shuō)。