Caframo(Wiarton,ON)實驗室產(chǎn)品銷售和營銷經(jīng)理Marta LaForest說,“攪拌器是實驗室主機,可與許多其他儀器,包括均化器或pH計一起使用,或者自己溶解溶質(zhì)或混合反應(yīng)。實驗室經(jīng)理雜志**近的一項調(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幾升體積的非粘性液體。Caframo專業(yè)從工作臺規(guī)模(2升容量)到高壓型號混合高達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或磁力攪拌。磁耦合可能不夠強到足以克服粘度,并且攪拌棒渦流可能不會達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,淀粉開始溶解,然后聚合,溶液變得相當(dāng)粘稠”。類似地,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機轉(zhuǎn)變?yōu)樘峁└每刂频闹绷饔兴㈦妱訖C。今天,許多型號采用小型無刷直流電機。隨著電子裝置變得更小,更緊湊,并且可用于許多類型的儀器,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。
新的無刷直流電機包含霍爾效應(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,無人值守,以響應(yīng)樣品中發(fā)生的事情,”諾沃特尼說。“在舊型號上,操作員需要在這種情況下增加電機功率。
根據(jù)LaForest女士的說法,無刷直流電機的主要優(yōu)點是它們的效率。“這種類型的電機的所有動力進入混合產(chǎn)品,而不是產(chǎn)生熱或外來運動。
計算機化在大多數(shù)實驗室儀器中是一個顯著的趨勢,包括攪拌器和振動器。然而,除了必須驗證過程的受管制工業(yè)之外,幾乎不存在將架空攪拌器連接到計算機的需求。“我看到振動器連接到計算機記錄攪拌時間和速度,”諾沃特尼說,“但總的來說,這是不必要的,因為控制功能已經(jīng)內(nèi)置在儀器中。
不是每個人都同意這一說法。Caframo的架空攪拌器缺乏計算機控制的能力,“但這一特性正在進行中,”LaForest女士說。與計算機的網(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。“運營商想要建立一個運行,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固性。許多化學(xué)家通過他們的整個職業(yè),例如,只使用磁力攪拌棒或熱板攪拌器。另一個傾向于避免架空攪拌器的工業(yè)是生物技術(shù),特別是對于細(xì)胞培養(yǎng)。雖然大規(guī)模生物制造確實采用小規(guī)模的葉輪式攪拌,但是更可能看到振動臺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,由于它們在細(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器以及氣體致動槳輪。
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,從單個樣品的渦流混合器,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。一個常見的設(shè)計是搖動水浴,其以高達每分鐘400次沖程振動樣品。Grant Instruments公司(新澤西州希爾斯伯勒)的北美銷售和營銷經(jīng)理Joseph Costello說:“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,因為瓶子坐在水中。
另一方面,微量滴定板振蕩器通常以更快的頻率運行,因為體積是微小的,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)胞對剪切非常敏感,因此它們存活的**類型的攪動是在臺式攪拌器上輕柔搖動。直到**近,以這種方式攪拌在搖瓶中生長的培養(yǎng)物。Wave Biotech現(xiàn)在是GE醫(yī)療集團的一個單位,其整個業(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的一個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程開發(fā)小組,”Costello先生說。