混合溶液是**常見的實(shí)驗(yàn)室任務(wù)之一。多年來(lái)，已經(jīng)設(shè)計(jì)了許多用于混合的自動(dòng)化方法，所有這些方法通過(guò)在不確定的時(shí)間段內(nèi)提供持續(xù)和受控的攪拌動(dòng)作來(lái)消除操作者的這種負(fù)擔(dān)。

磁力攪拌器是一種普遍類型的實(shí)驗(yàn)室攪拌器，其使用旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以使攪拌棒在溶液中旋轉(zhuǎn)。這些攪拌器通常與電熱板結(jié)合，并且對(duì)于小體積的非粘性液體以及其中反應(yīng)必須在密閉容器或系統(tǒng)中發(fā)生的情況是理想的。然而，頂部攪拌器更適合于較大體積和更粘稠的溶液，但是設(shè)置起來(lái)可能不太方便和更耗時(shí)。

實(shí)驗(yàn)室振動(dòng)器由振蕩板組成，溶液可以放置在燒瓶或燒杯中，并且通常用于同時(shí)攪動(dòng)多種溶液，例如混合微板的內(nèi)容物?？梢酝ㄟ^(guò)線性運(yùn)動(dòng)或通過(guò)軌道運(yùn)動(dòng)攪拌實(shí)驗(yàn)室振動(dòng)器中的樣品，以在溶液中產(chǎn)生渦流。振蕩器的主要應(yīng)用是在稱為振動(dòng)瓶的專用容器中生長(zhǎng)酵母，細(xì)菌或哺乳動(dòng)物細(xì)胞。

**早的實(shí)驗(yàn)室依靠手動(dòng)攪拌來(lái)促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)和其他過(guò)程。然而，二十世紀(jì)初期，引入了**批專門的實(shí)驗(yàn)室攪拌器，這減輕了研究者的這項(xiàng)任務(wù)，允許更多的控制和長(zhǎng)時(shí)間的攪拌和攪拌。

1910**1940年

**熱板攪拌器在1917年由Utah的Richard Stringham獲得**，并且由固定的電磁體構(gòu)成，該電磁體內(nèi)置在熱板基座中。當(dāng)將諸如燒瓶或燒杯的反應(yīng)容器置于攪拌器上時(shí)，放置在溶液中的棒磁體由于電磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)而旋轉(zhuǎn)。

二十世紀(jì)早期研究的一個(gè)重要問題是由于使用裸火焰加熱溶液的必要性而導(dǎo)致火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)。這個(gè)問題在20世紀(jì)30年代由丈夫和妻子團(tuán)隊(duì)Glen和Ruth Morey解決，他們**了加熱套，一種可靠和不可燃的加熱裝置，具有編織成玻璃纖維布套的電阻絲。**加熱套在1939年被賣了，夫婦形成了Glas-Col儀器公司制造他們的新產(chǎn)品。雖然不是攪拌器，但是加熱套代表通常與外部攪拌器一起使用的加熱系統(tǒng)的開發(fā)中的重要階段。

20世紀(jì)40年代

與**磁力攪拌器一起使用的條形磁鐵被逐漸發(fā)現(xiàn)不太理想，特別是因?yàn)榇盆F中的鐵可以與溶液中的化學(xué)物質(zhì)反應(yīng)并改變反應(yīng)過(guò)程。為了解決這個(gè)問題，兩個(gè)獨(dú)立工作的**人設(shè)計(jì)了涂覆的磁力攪拌棒，其是化學(xué)惰性的并且不參與正在進(jìn)行的反應(yīng)。

在1944年，紐瓦克的亞瑟Rosinger，新澤西被授予了涂層的磁力攪拌棒，這是化學(xué)惰性的**。Rosinger的攪拌棒涂覆在塑料，玻璃或瓷器中，攪拌器本身在攪拌器基座中具有旋轉(zhuǎn)磁體而不是電磁體。非常類似的裝置是由愛德華·麥克勞克林在20世紀(jì)40年代后期蘇格蘭格林諾克獨(dú)立設(shè)計(jì)的，顯然沒有早先**的知識(shí)。McLaughlin博士創(chuàng)造了術(shù)語(yǔ)“跳蚤”來(lái)描述攪拌棒，因?yàn)槿绻朋w旋轉(zhuǎn)得太快，它在燒瓶中不規(guī)則地跳動(dòng)的方式。使用術(shù)語(yǔ)“跳蚤”來(lái)描述攪拌棒**今仍然存在。

在1949年，研究生在羅格斯大學(xué)在他們的企圖孤立的antibioticproducing細(xì)菌通過(guò)他們的試管晃動(dòng)設(shè)備的故障頻治療感染者感到沮喪。大衛(wèi)和西格蒙德Freedman在新成立的新不倫瑞克工具公司提出建立一個(gè)更有效的搖動(dòng)設(shè)備，創(chuàng)建**個(gè)新不倫瑞克搖床。

新不倫瑞克振蕩器隨后被用于諾貝爾獎(jiǎng)獲得的鏈霉素分離中，產(chǎn)生了對(duì)該儀器的即時(shí)商業(yè)需求。

在1950年，科特詹克和Max庫(kù)克爾，IKA的創(chuàng)始人，展示了他們的**個(gè)磁力攪拌器在戰(zhàn)爭(zhēng)后的**阿赫瑪展。

在1959年，兩兄弟，杰克A.卡夫和Harold D.卡夫，然后科學(xué)工作的產(chǎn)業(yè)提交的對(duì)**旋渦混合器的**。渦流混合器是由附接到杯形橡膠件的垂直取向的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸組成的裝置。橡膠杯安裝得稍微偏心，因此當(dāng)電機(jī)接通時(shí)，以圓周運(yùn)動(dòng)振動(dòng)。將反應(yīng)容器抵靠橡膠杯保持在溶液中產(chǎn)生渦流，允許試劑有效混合。

在20世紀(jì)60年代，由于來(lái)自**先進(jìn)的研究的科學(xué)家的需求，許多攪拌器和振動(dòng)器進(jìn)入市場(chǎng)。例如，NBS引入了用于嚴(yán)格混合培養(yǎng)物和化學(xué)品的往復(fù)振蕩器，**個(gè)為培養(yǎng)微生物提供溫度控制的水浴振蕩器，以及用于大規(guī)模篩選抗生素化合物和生產(chǎn)疫苗的多層振蕩器。NBS還推出了**臺(tái)冷藏培養(yǎng)箱，Psychrotherm，以及G25型大容量控制臺(tái)式培養(yǎng)箱振動(dòng)臺(tái)和G76水浴搖床，目前仍然可以在實(shí)驗(yàn)室中使用。

在此期間，Kinematica的研究人員**了轉(zhuǎn)子/定子原理，這成為植物和動(dòng)物組織的公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)均質(zhì)技術(shù)。同樣，科學(xué)工業(yè)開始制造渦流混合器，**個(gè)渦流混合器可商業(yè)化。1964年，該公司推出了Vortex-Genie，這是一個(gè)更新版本的Vortex Jr. Mixer，它成為許多實(shí)驗(yàn)室的標(biāo)準(zhǔn)混合設(shè)備和“主力”。渦旋精靈是許多今天的渦流混合器的先例。

在1965年，靜態(tài)混合器由CD Armeniades和他的同事在理特公司**。靜態(tài)混合器通過(guò)產(chǎn)生流體或?qū)恿魍ㄟ^(guò)封閉在管狀殼體內(nèi)的一系列固定的螺旋元件來(lái)混合流體。Kenics公司獲得了**臺(tái)靜態(tài)混合器的許可證，并以Kenics Motionless Mixer的名稱銷售該設(shè)備。

在1969年，NBS的D. Freedman發(fā)表了一篇論文“生物工程，過(guò)程生物化學(xué)中的振動(dòng)器”，系統(tǒng)地記錄了振蕩器速度，軌道直徑和瓶角度如何**影響到培養(yǎng)物的氧傳遞。此外，作為改進(jìn)技術(shù)的結(jié)果，IKA開始引入磁力攪拌器與壓鑄箱，直接驅(qū)動(dòng)器，電子控制系統(tǒng)和硅鋁電爐作為帶鈑金外殼的模型的替代品。

在1970年，Kuhner開始制造它的**個(gè)系列的大容量孵化呼風(fēng)喚雨，被稱為IRC-1的范圍內(nèi)。這項(xiàng)創(chuàng)新使樣品在高度控制的溫度，濕度和CO2濃度條件下混合。

在1972年，在SBS公司薩爾瓦多Bonet的革命性實(shí)驗(yàn)室攪拌器與點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)磁力攪拌的概念，允許不同的解決方案，同時(shí)對(duì)相同條件下的**次攪拌。SBS公司**終開發(fā)并獲得了世界上**個(gè)多點(diǎn)磁力攪拌器的**，這是一個(gè)提供六個(gè)旋轉(zhuǎn)點(diǎn)的歷史A-04模型。大約在這個(gè)時(shí)候，SBS還介紹了在“升水”中測(cè)量攪拌功率的做法 - 這是當(dāng)今的市場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)。此外，在今年，IKA開發(fā)了RW 20頂置式攪拌器，成為行業(yè)中**承載著久負(fù)盛名的VDE安全標(biāo)志的設(shè)備。

20世紀(jì)80年代和90年代

在此期間，NBS開發(fā)了世界上**個(gè)微處理器控制的振動(dòng)臺(tái)，Innova®系列，標(biāo)志著使用微芯片精確控制設(shè)備設(shè)定值，報(bào)警，運(yùn)行時(shí)間，速度和溫度的開始。

1980年代和1990年代期間的其他創(chuàng)新包括Kuhner在1981年的**批振動(dòng)篩柜（ISF-4），1989年**次可堆疊的振動(dòng)篩（ISF-1）?？啥询B振動(dòng)器允許多個(gè)單元占據(jù)與單個(gè)單元相同的占地面積，為實(shí)驗(yàn)室提供了節(jié)省空間的選擇。

在1991年，Kuhner推出了其shou款系列振動(dòng)篩機(jī)架系統(tǒng)，節(jié)省空間的設(shè)備，允許多臺(tái)設(shè)備可以獨(dú)立操作的。

在2000，NBS添加到其伊諾范圍與臺(tái)式伊諾四千二百三十零分之四千二百和大容量伊諾四千四百三分之四千四其中使用雙溫度編程自動(dòng)編程的基礎(chǔ)上兩個(gè)溫度之間的切換。自動(dòng)化隨著2003年發(fā)布的NBS Innova 44堆疊振動(dòng)臺(tái)和2005年發(fā)布的Innova 40和43儀器而增加，允許用戶對(duì)溫度和速度變化以及配方功能和其他功能進(jìn)行編程。

在2006，在試圖提高混合速度和/或時(shí)間的準(zhǔn)確度，科學(xué)工業(yè)推出數(shù)字渦精靈2，將提供的時(shí)間和速度的數(shù)字控制和顯示為更精確和可重復(fù)的運(yùn)行。此外，Velp Scientifica推出了一系列熱板攪拌器，被稱為AREC，AREC.X和AREC.T，其中包括反射白色陶瓷頂部，有助于觀察顏色變化，并提供耐堿/酸腐蝕和化學(xué)攻擊。

在2008年，格蘭特儀器響應(yīng)需要能夠承受更苛刻的實(shí)驗(yàn)條件下，其重型多功能軌道振蕩器的釋放平臺(tái)搖床。該振動(dòng)器在由微處理器控制的一個(gè)儀器中提供軌道運(yùn)動(dòng)，往復(fù)運(yùn)動(dòng)和振動(dòng)功能。同樣在今年，Radleys設(shè)計(jì)了一種經(jīng)濟(jì)有效的方法，同時(shí)攪拌六個(gè)圓底燒瓶，而不需要通過(guò)稱為龍卷風(fēng)的附加模塊購(gòu)買專用的多重?cái)嚢杵鳌｝埦盹L(fēng)設(shè)計(jì)用于將高扭矩?cái)嚢鑿默F(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)木馬6分配到多個(gè)位置。

在2008年，科學(xué)工業(yè)通過(guò)引入使用相同技術(shù)但允許多個(gè)容器同時(shí)攪拌的多渦流精靈更新了他們流行的Vortex-Genie 2。同年，Boekel Scientific推出了Flask Dancer Orbital Shaker，旨在提供更一致和均勻的混合動(dòng)作。該儀器提供了平穩(wěn)的水平混合運(yùn)動(dòng)，并且可以編程為在無(wú)監(jiān)督的情況下運(yùn)行長(zhǎng)達(dá)99小時(shí)。

在2009年，VELP Scientifica推出了他們的Vortex WX系統(tǒng)，當(dāng)插入樣品時(shí)，它開始自動(dòng)振動(dòng)，使用紅外線來(lái)檢測(cè)試管的存在。紅外系統(tǒng)確保振動(dòng)被保持，而不需要來(lái)自樣品的壓力。同時(shí)，為了簡(jiǎn)化市場(chǎng)上現(xiàn)有的多種實(shí)驗(yàn)室攪拌器，Jeio Tech，Inc.推出了一種新的三種尺寸和四種顏色的攪拌器系列。實(shí)驗(yàn)室伴隨式磁力攪拌器系列設(shè)計(jì)用于簡(jiǎn)單的使用，提供一系列的攪拌能力和速度。

2009年推出的另一個(gè)重要產(chǎn)品是Thermo Scientific MaxQ 8000系列可堆疊振動(dòng)篩，旨在提供**大培養(yǎng)能力，但需要有限的實(shí)驗(yàn)室空間。這些振動(dòng)器提供了幾個(gè)獨(dú)特的功能，如運(yùn)行點(diǎn)和溫度，速度和時(shí)間的設(shè)置點(diǎn)，同時(shí)顯示，方便的運(yùn)行周期監(jiān)控。同年，Torrey Pines Scientific，Inc.通過(guò)發(fā)布EchoTherm™SC20XR和SC20XT數(shù)字和可編程軌道混合冷卻/加熱干燥浴，滿足了對(duì)提供更寬溫度范圍的儀器的需求。這些單元提供比現(xiàn)有型號(hào)更大的溫度范圍，并且能夠快速改變溫度。

在2010年，約翰斯敦，PA ITSI生物科學(xué)松開小，重量輕ITSI Vortex混音器和ITSI磁力攪拌器應(yīng)對(duì)不斷增長(zhǎng)的需求的緊湊型儀器。這兩種儀器都是電池供電的，使得它們易于在實(shí)驗(yàn)室周圍移動(dòng)，是現(xiàn)場(chǎng)使用的理想選擇。

在2011年，科學(xué)工業(yè)開發(fā)了一種渦流混合器，專門用于需要比通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)渦流所能達(dá)到的更積極的作用的應(yīng)用。渦流 - 精靈脈沖向樣品提供脈沖作用，提供隨機(jī)運(yùn)動(dòng)和更大數(shù)量的碰撞。今年也看到Boekel Scientific開發(fā)了一個(gè)變化，現(xiàn)有的振動(dòng)器與Wrist O'Matic振動(dòng)器設(shè)計(jì)來(lái)模擬人類手腕的動(dòng)作。這些振動(dòng)器提供一系列的混合振幅，從柔和的旋流到非常劇烈的混合。

**后，在2011年，Grant Instruments公司發(fā)布了GLS Aqua Plus系列線性搖床，專門用于滿足分子生物學(xué)家在雜交，細(xì)菌培養(yǎng)基生產(chǎn)和溶解度研究等應(yīng)用中的需求。

實(shí)驗(yàn)室振動(dòng)器和攪拌器的未來(lái)

與不隨著時(shí)間推移逐步開發(fā)的實(shí)驗(yàn)室儀器不同，實(shí)驗(yàn)室儀器和攪拌器的技術(shù)不斷地以更快的速度發(fā)展。實(shí)驗(yàn)室振動(dòng)器和攪拌器的未來(lái)可能涉及為更徹底和高效混合提供替代混合動(dòng)作的儀器的開發(fā)，可能進(jìn)一步模仿人類手腕的動(dòng)作。其他創(chuàng)新可能包括能夠同時(shí)混合更多樣品的儀器，以及與其他實(shí)驗(yàn)室過(guò)程的更大集成，從而允許在實(shí)驗(yàn)室中實(shí)現(xiàn)更多的自動(dòng)化，減少人工干預(yù)。