窒素吹き付け
窒素吹き付け（Nitrogen Blowdown）は、実験室や産業などのさまざまな分野で使用される技術の一つです。窒素吹き付けは、窒素ガスを使用して試料や溶液から溶媒を除去するプロセスで、実施には窒素吹き付け装置が使用されます。
窒素吹き付けの用途
試料の濃縮
溶液や試料中の溶媒を蒸発させ、試料を濃縮するために使用されます。これは、質量分析や分析技術などで必要な溶媒の除去に役立ちます。
乾燥
湿った試料を乾燥させるために使用されます。窒素ガスは無色で無臭であり、残留物を残さないため、特に敏感な試料の取り扱いに適しています。
反応の終結
化学反応後、残留する反応溶液中の反応剤や溶媒を取り除くために使用されます。これにより、目的の生成物を得るための精製が行われます。
窒素吹き付け方法
窒素ガス供給
高純度の窒素ガスが供給されます。これは通常、窒素ガスシリンダーから供給されます。
ノズルからの吹き付け
窒素ガスは、特殊なノズルから試料や溶液に吹き付けられます。これにより、溶媒の蒸発が促進されます。
加熱
試料にもよりますが窒素を吹き付けながら、試料を加熱し蒸発を速めます。試料に応じて室温で行う場合もあります。
換気
蒸発した溶媒は換気され、ガスとして排出されます。換気の効率を高めるため、フードや排気装置が使用されます。
窒素吹き付けは、特に有機合成化学やバイオテクノロジー、分析化学などで幅広く使用されています。
窒素吹き付け装置を使用するメリット
窒素吹き付け装置を使用すると、さまざまなメリットが得られます。以下は、窒素吹き付け装置の主な利点です。
溶媒の迅速な除去
窒素吹き付けは、高いガス流量と加熱を組み合わせて液体試料中の溶媒を効率的に蒸発させます。これにより、試料から迅速に溶媒を取り除くことができます。
試料の濃縮
溶媒の蒸発により、試料を濃縮できます。希釈された溶液から目的の成分を濃縮し、分析の感度を向上させることが可能です。
無残留
窒素ガスは無色で無臭であり、残留物を残しません。これにより、試料中に不純物や異物が残る心配がありません。
反応の効率向上
化学反応後に残留する反応溶液中の反応剤や溶媒を効率的に取り除くことで、反応の効率が向上し、精製プロセスが簡略化されます。
温度制御可能
一部の窒素吹き付け装置には、試料を加熱できる機能が備わっています。これにより、蒸発速度を調整し、特定の温度条件下での処理が可能です。
化学的な安定性
窒素ガスは化学的に安定しており、試料や反応物質に対して影響を与えることがありません。これは、高感度な試料や反応条件が必要な場合に有益です。
これらのメリットにより、窒素吹き付けは有機合成、分析化学、薬学、生化学などの研究や産業プロセスで広く採用されています。
窒素吹き付け装置が使用される分野
窒素吹き付け装置は、さまざまな分野で広く使用されています。以下は、その主な応用分野のいくつかです。
有機合成化学
有機合成反応後の反応溶液から残留する溶媒や反応剤を取り除くために使用されます。反応物の精製や生成物の濃縮に利用されます。
分析化学
分析サンプルの前処理段階で、試料の濃縮や溶媒の除去に使用されます。質量分析や液体クロマトグラフィーなどの分析手法において重要な役割を果たします。
薬学
化合物の合成や医薬品の製造において、反応後の反応溶液から不要な成分を取り除くために利用されます。また、溶媒の除去により、医薬品の精製が行われます。
生化学
生物学的な試料の前処理において、溶媒の除去や試料の濃縮が行われます。たとえば、生体試料からの有機溶媒の取り除きや、バイオロジカルな物質の濃縮に利用されます。
環境分析
水や土壌のサンプルなど、環境中の試料においても使用されます。窒素吹き付けにより、試料から水分や有機物を取り除き、分析のために前処理が行われます。
材料科学
合成されたポリマーや材料の製造プロセスにおいて、残留する反応剤や溶媒を取り除くために使用されます。特に、高分子化合物の精製に有用です。
食品科学
食品の分析や加工においても使用されます。特に、食品中の残留農薬や溶媒を取り除くために利用されます。
化学工業
化学プロセスや製造工程において、反応終了後の反応溶液から不要な成分を取り除くために広く使用されます。
これらの分野で窒素吹き付け装置が使用されることで、効率的で精密な実験および製造プロセスが可能となります。
Organomation - 窒素エバポレーター
オレンジサイエンスでは、Organomation社の窒素吹き付け装置を取り扱っています。Organomation社は、窒素ブローダウン技術に特化した装置を製造するリーディングカンパニーで、1959年の設立以来60年以上、世界中の研究機関や試験機関向けに窒素エバポレーター・窒素ブローダウン蒸発装置を提供しています。Organomation社の高品質な窒素エバポレーター装置は、その信頼性とメンテナンスの手軽さにおいて広く評価されています。また、耐用年数が長いため、研究室にとっては非常に効果的な費用対効果の高いソリューションとなっています。
窒素エバポレーターとは、分析用サンプルの前処理によく使用される実験装置です。環境試験、農業、食品・飲料、医薬、品質保証、科学捜査、オイル・グリースなど、様々な業界で使用されており、質量分析を行う前にサンプルを乾燥・濃縮するために使用されます。試料は窒素エバポレーターに充填され、窒素ブローダウンが、時には熱と併用されながら、試料の水分を除去するために使用されます。
Organomationの卓上型窒素エバポレーターは、窒素ガスの穏やかな流れをサンプルに直接供給します。一定のガス流は、蒸気が飽和した空気層を押し流し、蒸気が液体に戻るのを防ぎます。これにより、過剰な溶媒蒸気の量が減少し、圧力が下がり、サンプルがより速く蒸発することが可能になります。これは、少量、揮発性、半揮発性のサンプルには特に重要です。
窒素ブローダウンは消耗品を必要としない方法であり、サンプルに非常に優しく、代替オプションと比較して非常に手頃な価格です。
Organomationは、N-EVAPライン、MULTIVAPライン、MICROVAPラインの3つの主要製品ラインを通じて、少量サンプル用の窒素ブローダウン蒸発器の多くのバリエーションを提供しています。
N-EVAP
N-EVAPは調整可能な窒素ブローダウン技術を利用しており、窒素ガスを無駄にすることなく、サンプルへの窒素フローを完全にコントロールできます。柔軟性がN-EVAPの特徴です。他の少量サンプルエバポレーターと異なり、N-EVAPは、別々のヒートブロックを必要とせず、一度に数種類のバイアルやチューブを保持することができます。非加熱モデルだけでなく、ウォーターバスまたはドライビーズ付きの加熱モデルもあります。
MULTIVAP
MULTIVAPは、一度に多数のサンプルのバッチ濃縮に一貫性を提供します。チューブは、加熱された特注アルミブロックまたはウォーターバスに設置されます。窒素分配マニホールドはユニットとして昇降し、1回の動作で全サンプルへの蒸発を開始または停止します。
MICROVAP
MICROVAPは、96ウェルマイクロプレートや小ロット用に設計されたコンパクトな装置で、ライフサイエンスや製薬業界のお客様によく使用されています。サンプルは、サンプルチューブに合うように特注加工された加熱アルミニウムブロックに収まります。常温での蒸発用に、加熱なしのモデルもあります。
窒素ブローダウン蒸発器は、少量のサンプルや大量のサンプルの蒸発、複数のサンプル前処理方法の同時実行を可能にすることで、ラボに利益をもたらします。
動画
Organomationの窒素エバポレーターの違い
Organomation社は、窒素ブローダウン技術を中心としたラボ用窒素エバポレーターのメーカーです。N-EVAP、MICROVAP、MULTIVAPの3つの主要なブローダウン製品ラインがあります。各製品ラインは、容量、制御、機能が異なるため、さまざまな用途に対応できるように設計されています。ここでは、各エバポレーターの主な違いを説明し、どのエバポレーターがお客様のラボに最適かを判断できるようにします。
加熱媒体
全てのエバポレーターには加熱機能が標準装備されていますが、小さなサンプルや熱に敏感なサンプルを扱う場合は、非加熱タイプも選択できます。加熱オプションが必要な場合は、各ユニットで使用される加熱媒体を知ることが重要です。
N-EVAP
全ユニットにウォーターバスが標準装備されています。6、12、24ポジションのN-EVAPには、アルミビーズまたはガラスビーズを使用したドライバスのオプションがあります。ウォーターバスとドライバスの違いと、それぞれの利点を生かすアプリケーションについてご覧ください。
MICROVAP
すべてのユニットがアルミニウム製ヒートブロックを使用しています。15ポジションと24ポジションのMICROVAPには、チューブやバイアル用の特注ドリル付きアルミインサートも付属しています。
MULTIVAP
64ポジションと100ポジションのMULTIVAPを除き、カスタムドリルアルミヒートブロックを使用しています。
サンプルサイズと容量
各ユニットには、対応可能なサンプルサイズの範囲があります。この範囲内で複数のチューブサイズを保持できるように設計されているエバポレーターもあれば、1つのチューブサイズしか保持できないように設計されているエバポレーターもあります。エバポレーターを選択する前に、ご希望のチューブサイズと容量を把握しておくことが重要です。
N-EVAP
すべてのN-EVAPエバポレーターは、外径10～30mmのチューブに対応します。これらの装置には、一度に複数のサイズのチューブを保持できるユニークなスプリングアシストサンプルホルダーがあります。6～45のサンプルポジションのオプションがあり、小規模から中規模のバッチを扱う場合に最適です。
MICROVAP
マイクロプレートと小バッチの試験管の両方に対応します。マイクロプレート用には、96ウェルプレート1枚または3枚を収納できるシングルプレートユニットとトリプルプレートユニットがあります。試験管用には、小～中サイズの試験管用に設計された15ポジションまたは24ポジションのモデルがあります。試験管用MICROVAPは、1～2本の試験管サイズに最適です。試験管MICROVAPには、1本の試験管サイズに適合するよう特注で穴あけされたインサートが1セット標準装備されています。2本目のチューブサイズを使用する場合は、2セット目のカスタムインサートを購入できます。
MULTIVAP
MULTIVAPユニットは、1-2サイズのチューブのみを扱う場合に理想的ですが、装置モデルにより幅広いチューブサイズ（外径10-30 mm）に対応できます。ドライブロックモデルには1本のチューブサイズに適合する特注の穴あきヒートブロックが付属し、ウォーターバスモデルには1本のチューブサイズに適合する特注の穴あきラックが付属します。2本目のチューブサイズを使用する場合は、2本目のヒートブロックまたはラックを購入することができます。
ガス流量制御
窒素エバポレーターにとって、ガス制御は非常に重要な機能です。エンドユーザーによっては、各サンプル位置でのガス流量制御が便利な場合もあれば、全サンプル位置のガス流量を一度に調整したい場合もあります。
N-EVAP
各サンプルポジションには個別のバルブがあり、サンプルのサイズや量に応じてガスの流量を調整できます。また、異なるチューブの高さに対応できるよう、各ニードルの位置を調整できます。
MICROVAP・MULTIVAP
これらのブローダウンユニットはどちらも、すべてのニードルが1つのマニホールドに接続されている同じ設計です。これにより、1つのスイッチですべてのサンプル位置へのガスフローを開始および停止できます。エバポレーションセッション中にすべてのサンプルポジションを使用しない場合、MULTIVAPにはマニホールドにトグルスイッチがあり、各列へのガスフローを停止して窒素ガスを節約することができます。
デジタル制御
タイマーや温度制御システムなどのデジタル制御を搭載することで、エンドユーザーはより柔軟で高度な設定を行うことができますが、エンドユーザーの中には、必要な機能と設定だけが搭載された、よりシンプルな機器を好む方もいます。
N-EVAP
6、12、24ポジションのN-EVAPにはデジタル制御装置は付属していませんが、34および45ポジションのN-EVAPには、温度制御装置とガスおよびヒート用のタイマーが付いたサイドコントロールボックスが付属しています。
MICROVAP
すべてのMICROVAPユニットには、LEDディスプレイ付きデジタル温度コントローラーがバスケースに直接組み込まれています。
MULTIVAP
すべてのMULTIVAPユニットには、デジタル温度コントローラーとガスおよびヒート用タイマーがバスケースに直接組み込まれています。
Organomation社の窒素エバポレーターはすべて、エンドユーザーを念頭に置いてシンプルに設計されています。各製品ラインは、ブローダウン技術という基本的な要素は同じですが、わずかに異なるニーズや用途に対応するためのものです。
PFASサンプル前処理におけるOrganomationエバポレーターの活用
サンプル濃縮の役割
PFASサンプル前処理における極めて重要な段階の一つは、サンプルの濃縮です。濃縮は、しばしば微量レベルで存在するPFASの検出を強化するために不可欠です。特に、水、土壌、生物学的サンプルのような複雑なマトリクスを扱う場合、効果的な濃縮方法は極めて重要です。
Organomationエバポレーター： EPAメソッド533、537.1、および1633のソリューション
Organomationエバポレーターは、EPAメソッド533、537.1、および1633に合わせてPFASサンプルを濃縮するための効率的で信頼性の高いソリューションを提供します。これらのメソッドは、さまざまなマトリックス中のPFAS分析の規制枠組みに不可欠であり、効果的なサンプル濃縮は重要な要件です。
EPAメソッド533
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EPAメソッド533は、飲料水中の短鎖PFASの分析に重点を置いています。このメソッドでは、低レベルのPFASを検出するために水サンプルを濃縮する必要があります。Organomationのエバポレーター、特にN-EVAP窒素エバポレーターは、水性サンプルの一貫した迅速な蒸発を提供するように設計されています。穏やかな窒素の流れと制御された加熱を利用することで、これらの蒸発器は、揮発性PFAS化合物の損失を引き起こすことなく、サンプル量を効率的に減少させます。
EPAメソッド537.1
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EPAメソッド537.1は、メソッド533と比較して、より広範な化合物を含む飲料水中のPFASを測定することを目的としています。このメソッドでは、その感度要件を満たすための正確な濃縮技術の必要性も強調されています。Organomationのエバポレーターは、調製プロセス全体を通してPFASの完全性と濃度を維持するために重要な、均一なサンプル減少を保証します。調整可能な窒素流量と温度制御機能は、さまざまなサンプルサイズと種類を扱うのに特に有益です。
EPAメソッド1633
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EPAメソッド1633は、廃水、地表水、バイオソリッド、魚組織など、水以外のマトリックスにおけるPFAS分析に対応しています。これらのサンプルの複雑さを考えると、効果的な濃縮がさらに重要になります。OrganomationのMULTIVAPエバポレーターは、大量のサンプルや複数のサンプルを同時に取り扱うのに理想的です。これらのエバポレーターは、メソッド1633に規定された必要な検出下限を達成するために不可欠な、制御された効率的な蒸発を提供することにより、複雑な環境サンプルの濃縮を容易にします。
Organomation - 窒素エバポレーター
N-EVAP は、異なるサイズのバイアルを一括で処理することが可能な窒素エバポレーターです。さらに、各位置にあるニードル弁で各試料への気体流を個別に制御できます。
使いやすい設計と耐久性のある構造の組み合わせで、世界中の研究者の方々にご使用頂いております。
Organomation社のN-EVAP窒素エバポレーターは、最も人気の製品ラインであり、様々な専門研究室において、サンプルから余分な溶剤を除去する効果的なツールであり続けています。
N-EVAPを使用している研究施設の多様性は、まさにこの装置の柔軟性を物語っています。
50mlビーカー9個用の乾式ブロックモデルから、最大100本までの少量試料用の恒温槽水槽モデルがあります。
類似試料のバッチを段階的かつ効率的に濃縮する必要がある研究機関に最適です。
一連のニードルまたはガラスピペットから、窒素ガスを試料の表面に直接供給し蒸発を促進します。
マイクロプレートや少量の試験管向けのモデルです。重量は約7kg、直径は約30cmなので、簡単に移動でき、作業スペースを最大限に活用できます。
MULTIVAPと同じく、全ての加熱ブロックは試験管の寸法に合うように設計されています。室温で発生する蒸発向けに熱源なしのバージョンが利用可能です。