水(shui)浴(yu)恒溫搖床(chuang)原(yuan)理(li)、應用及(ji)選型

　　摘要
 

　　水(shui)浴(yu)恒溫搖床(chuang)(WaterBathConstantTemperatureShaker)是(shi)實驗室(shi)中集(ji)溫(wen)度(du)控制(zhi)、振(zhen)蕩培養(yang)及(ji)液體(ti)混(hun)合功能(neng)於壹體(ti)的重要設備，廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)於(yu)生物化(hua)學、分(fen)子(zi)生物學、制(zhi)藥及(ji)環境(jing)科(ke)學等(deng)領(ling)域。本文(wen)將從其(qi)工作原(yuan)理(li)、核心(xin)組件、典型(xing)應(ying)用場景及(ji)選(xuan)型建議等(deng)方面(mian)展(zhan)開介(jie)紹。
 

　　壹、設備結構(gou)與工作原(yuan)理(li)
 

　　水(shui)浴(yu)恒溫搖床(chuang)主(zhu)要(yao)由溫(wen)控(kong)系(xi)統(tong)、振(zhen)蕩系(xi)統(tong)、水(shui)浴(yu)槽、控制(zhi)系(xi)統(tong)及安(an)全(quan)保(bao)護(hu)裝置(zhi)構成，其(qi)核心(xin)功(gong)能(neng)是通(tong)過精(jing)準(zhun)的溫度(du)控制(zhi)與振(zhen)蕩運動(dong)實現(xian)樣(yang)品(pin)的動(dong)態培養或(huo)反應。
 

　　1.溫(wen)控系(xi)統(tong)
 

　　1)采用(yong)PID(比(bi)例)積分(fen))微(wei)分(fen))算(suan)法控制(zhi)加熱(re)元件，確保(bao)水(shui)浴(yu)槽內溫度(du)均(jun)勻穩(wen)定(ding)。
 

　　2)溫(wen)度(du)範圍通(tong)常為室(shi)溫+5℃至(zhi)100℃，精(jing)度(du)可達(da)±0.1℃。
 

　　3)部分(fen)機型(xing)支持(chi)制(zhi)冷功能(neng)(如外(wai)接冷卻(que)循環器(qi))，實現(xian)低(di)溫環境(jing)下的恒溫控制(zhi)(如5℃~80℃)。
 

　　2.振(zhen)蕩系(xi)統(tong)
 

　　1)通(tong)過直(zhi)流(liu)無刷電(dian)機或(huo)步進電(dian)機驅(qu)動(dong)，提(ti)供往復式(水(shui)平振(zhen)蕩)或(huo)回(hui)旋(xuan)式(shi)(圓(yuan)周振(zhen)蕩)運動(dong)模式。
 

　　2)振(zhen)蕩頻率(lv)範圍壹般(ban)為(wei)20~300rpm(轉/分(fen)鐘(zhong))，振(zhen)幅可調(tiao)(如(ru)2~50mm)。
 

　　3.水(shui)浴(yu)槽設計
 

　　1)材質多為(wei)不(bu)銹鋼或(huo)耐腐蝕(shi)合金，容量(liang)從(cong)5L到(dao)50L不(bu)等(deng)。
 

　　2)槽(cao)內配(pei)備(bei)液位(wei)傳感器和排水(shui)閥，便(bian)於維護(hu)。
 

　　4.智能(neng)控制(zhi)系(xi)統(tong)
 

　　1)微處(chu)理(li)器(qi)實現(xian)溫(wen)度(du)、振(zhen)蕩參數的數字化(hua)設定(ding)與(yu)實時(shi)監控(kong)。
 

　　2)具備(bei)超(chao)溫報警(jing)、自(zi)動(dong)斷電(dian)、開門(men)暫停等(deng)安(an)全(quan)保(bao)護(hu)功能(neng)。
 

 

　　二、典(dian)型應(ying)用場景
 

　　1.微(wei)生物培(pei)養(yang)與(yu)發酵(jiao)：在(zai)恒(heng)溫(wen)振(zhen)蕩條件下促進細菌(jun)、酵(jiao)母(mu)等(deng)微(wei)生物的高(gao)效(xiao)生長，適用(yong)於(yu)搖瓶培(pei)養(yang)。
 

　　2.酶(mei)促反應與(yu)蛋白表達(da)：維持酶(mei)反應的最適溫度(du)，同時(shi)通(tong)過振(zhen)蕩提(ti)高(gao)底(di)物與(yu)酶(mei)的接觸效率(lv)。
 

　　3.核酸(suan)雜(za)交與免疫檢(jian)測：用(yong)於Southern/Northernblot等(deng)實驗中(zhong)膜的均(jun)勻孵(fu)育，減(jian)少(shao)非(fei)特異(yi)性結合。
 

　　4.化(hua)學合成與樣(yang)品(pin)提(ti)取：加速(su)溶(rong)解(jie)、混合或(huo)萃(cui)取過程(cheng)(如土(tu)壤中汙(wu)染(ran)物的提(ti)取)。
 

　　三、關(guan)鍵(jian)選(xuan)型(xing)參數
 

　　1.溫度(du)範圍與(yu)精(jing)度(du)：根(gen)據(ju)實驗需(xu)求(qiu)選擇是(shi)否需(xu)要(yao)制(zhi)冷功能(neng)，高(gao)溫(wen)應(ying)用(yong)需關註加熱(re)功率(lv)。
 

　　2.振(zhen)蕩方式(shi)與(yu)負載(zai)能(neng)力：往復式適用(yong)於(yu)常規培養(yang)，回(hui)旋(xuan)式(shi)適(shi)合高(gao)黏度(du)液體(ti)；需(xu)註意(yi)最(zui)大(da)負載(zai)重量(liang)(如(ru)500g~5kg)。
 

　　3.控(kong)制(zhi)模式：部(bu)分(fen)機型(xing)支持(chi)程(cheng)序(xu)化(hua)溫(wen)控(kong)(如(ru)梯度(du)升溫(wen))與多段(duan)振(zhen)蕩參數設定(ding)。
 

　　4.安(an)全(quan)與(yu)兼(jian)容性：防濺(jian)設計、耐腐蝕(shi)材質(zhi)、適(shi)配(pei)不(bu)同規格培(pei)養(yang)瓶/板(ban)的夾具。
 

　　四(si)、使(shi)用與維護(hu)建議
 

　　1.操(cao)作(zuo)規範
 

　　1)避免(mian)水(shui)浴(yu)槽內液體(ti)蒸發過快(kuai)，定(ding)期補(bu)充去離(li)子(zi)水(shui)或(huo)添加(jia)防(fang)蒸發試劑。
 

　　2)樣品(pin)容器需(xu)密(mi)封，防(fang)止交叉汙(wu)染(ran)或(huo)液體(ti)滲(shen)入(ru)設備。
 

　　2.日常維護(hu)
 

　　1)每月(yue)清潔水(shui)浴(yu)槽，防止水(shui)垢(gou)或(huo)生物膜形(xing)成；定(ding)期校(xiao)準(zhun)溫(wen)度(du)傳感器。
 

　　2)長期停用(yong)時(shi)排空槽(cao)內液體(ti)並保持幹(gan)燥(zao)。
 

　　3.故障(zhang)處理(li)
 

　　1)溫度(du)波(bo)動(dong)大(da)：檢(jian)查加(jia)熱(re)元件或(huo)PID參數設置。
 

　　2)振(zhen)蕩異常：排查電(dian)機傳(chuan)動(dong)機構(gou)或(huo)皮帶(dai)磨損(sun)情(qing)況(kuang)。
 

 

　　五(wu)、技(ji)術(shu)發展趨(qu)勢
 

　　1.智(zhi)能(neng)化(hua)升(sheng)級(ji)：物聯網(wang)(IoT)遠(yuan)程(cheng)監控(kong)、手(shou)機APP控(kong)制(zhi)及數據(ju)導(dao)出功能(neng)。
 

　　2.節能(neng)環保(bao)設計：低功耗(hao)電(dian)機、高(gao)效(xiao)隔(ge)熱(re)材料(liao)及(ji)循(xun)環水(shui)冷卻(que)系(xi)統(tong)的應用。
 

　　3.模塊化(hua)擴(kuo)展(zhan)：可(ke)更換振(zhen)蕩模塊(如(ru)三(san)維振(zhen)蕩)、CO?濃(nong)度(du)控制(zhi)等(deng)復合功能(neng)集成。