メディアディスペンサー

培地ディスペンサーまたは培養培地ディスペンサーは、溶融寒天などの実験用培地やトルエンなどの腐食性または揮発性溶媒などの液体を、一連の容器（ペトリ皿、試験管、フェルンバッハフラスコなど）に少量（通常 1 ml ～ 50 ml）繰り返し注入するための装置です。このようなディスペンサーは、生物学的または化学的汚染なしに作動することが重要であるため、内部が環境から密閉され、使用前に簡単に洗浄および滅菌できるように設計されていなければなりません。少なくとも、培地ディスペンサーは、排出チューブまたは注ぎ口に接続された何らかのポンプで構成されています。研究室で使用されるディスペンサーは、培地がポンプから排出されるときの速度と量を制御するために、 マイクロコントローラに接続されることもよくあります。

実験室用培地ディスペンサーには、フローティングピストン設計、シリンジポンプ、蠕動ポンプ、ピペットまたはピペッター、圧力注入セルなどがあります。回転動力ポンプは、一般に実験室用培地の分配には適していません。

フローティングピストンタイプには、電動式と手動式のサブタイプがあります。どちらも、流体が一方向にのみ流れるように、デバイスの両端にチェックバルブが付いています。

電気式フローティングピストンタイプのメディアディスペンサーは、誘導ポンプの原理に基づいています。この設計では、シリンダー（通常は高品質の強磁性ステンレス鋼）内に収納されたフローティングピストンを使用し、シリンダー内の銅コイルとピストンの周囲で発生する磁気パルスに応じて振動します。ピストンがシリンダー内で前後に振動すると、一方の端から液体がシリンダーに吸い込まれ、もう一方の端から液体が排出されます。^[1]

ボトルトップメディアディスペンサーは、モーター駆動の誘導ポンプの安価な代替品です。このタイプは、スプリングに押し下げられたプランジャー上のピストンを使用します。スプリングがピストンを元の位置に戻すと、下のリザーバーからメディアが引き上げられます。再び押し下げられると、プランジャーはディスペンサーの先端からメディアを注入します。上記の電気モデルと同様に、ボトルトップディスペンサーにはガスケットやシールがありません。前のモデルとは異なり、このディスペンサーは電気を必要としません。ただし、ソースボトルを補充する必要がある前にディスペンスできるメディアの総量には制限があるため、小規模なアプリケーションには便利ですが、大規模なアプリケーションには適していません。また、ピペットよりも較正が難しいです。^[2]

粉末、樹脂、マイクロビーズ、ビーズなどの固体を分配できるディスペンサー。穴の開いた金属板を使用して、分配する固体材料の特定量を保持します。穴に「粉末」が満たされた後、スライダーを引いて穴を開き、「ドロップダウン方式」とも呼ばれる方法で粉末をチューブ、ウェル、またはマイクロタイタープレートに落とします。このデバイスは非常に正確であるため、研究室や製薬業界で広く使用されています。

シリンジ ポンプは、1 本以上のシリンジで構成され、シリンジはあらかじめ充填され、モーター駆動の親ねじを含む機械装置に装填されます。この親ねじは、シリンジの往復プランジャーを指定された距離、指定された間隔で押します。これらの装置は、極めて高精度で脈動がありません (つまり、流体は蠕動ポンプや誘導ポンプの脈動ではなく、連続した流れで分配されます) が、容量は取り付けられたシリンジの合計容量に制限され、空になったシリンジは、再び使用する前に再充填する必要があるため、ボトル トップ ディスペンサーよりもさらに用途が限られます。また、現在市販されているメディア ディスペンサーの中で最も高価なタイプの 1 つです。一般的なシリンジポンプ媒体には、酸、化学薬品、冷却剤、可燃性流体、腐食性物質、ガソリンまたはディーゼル燃料、非液体ガスまたは空気、地下水、危険物、高粘度流体、液体金属、油、飲料水、塩水、接着剤、高温媒体などがあります。

圧力シリンジポンプの種類は会社によって異なります。

• 低圧 (290N): このシリンジ ポンプは、少量 (ナノリットル) の高精度投与に適しています。
• 中圧（1000N）：このシリンジポンプは、高圧（200バール）のシステムへの流体の正確な注入用に作られています。
• 高圧 (2600N): これは中圧バーと同じように機能しますが、投与技術の圧力は最大 510 バールの範囲になります。
• 超高圧（7000N）：この超高圧は、高圧（最大13,000psi）の点で極端な条件に適しています^[3]

欠点はあるものの、ペリスタルティックポンプはこれまで、大量の実験用培地を分配するための業界標準となってきました。ペリスタルティックポンプは、リザーバーから任意の数の容器に液体を連続的に分配することができ、流動性の薄い液体だけでなく、粗い液体、濃い液体、ざらざらした液体にも使用できます。また、他の多くのディスペンサー タイプとは異なり、ポンプで汲み上げた液体が分配中に接触するのは、液体が移送されているチューブのみです。内部のピストン、プランジャー、ダイアフラムと接触することはないため、最高レベルの滅菌性が保証され、事実上、あらゆる化学交差汚染が防止されます。ただし、ペリスタルティックポンプの機能は、このチューブの柔軟性の寿命に制限され、チューブは完全性を失わずに何十万回もの圧縮に耐えることができなければなりません。液体の分配はパルス状で、チューブの柔軟性にばらつきがあるため、最も精度の低いディスペンサー形式のひとつです。蠕動ポンプのチューブは突然破裂することがあります。多くのポンプには破裂した液体を封じ込めるためのシールドが付いていますが、破裂すると慎重にタイミングを計った実験手順が台無しになったり、ポンプ自体の内部機構が損傷したりすることがあります。マイクロプロセッサに依存したり、機械的な故障の際に役に立たなくなったりするポンプは他にほとんどありません。シリンジポンプとともに、市場で最も高価なディスペンサーを構成しています。^[4]

ピペットは、プランジャーの入った中空のシリンダーに接続された細長い管状の先端から構成されています。ピペットは、最も単純で、最も小さく、基本的な形態では最も安価なタイプのメディアディスペンサーであり、脈動もありません。しかし、ピペットは一度に 1 つまたは 2 つの充填物しか効果的に輸送できず、後部から充填しない限り、チューブの先端をソース容器に頻繁に再挿入して充填する必要があり、これにより汚染の機会が繰り返し生じます。また、容器を充填する時間と、各充填が正確かつ正確であることを確認するために必要なエネルギーの両方の点で、他のタイプのディスペンサーよりも多くの作業をユーザーに要求します (デジタルピペットモデルは、手動のものよりも高速に動作し、充填あたりのユーザーの作業が少なくて済みますが、電気の可用性と機械的故障の可能性に左右されます)。プラス面としては、シンプルなピペットには可動部品が少なく、故障することはめったになく、研磨剤を含むものを含む厚いメディアまたは薄いメディアを比較的簡単に移動できます。

圧力注入セルディスペンサーは、極めて純粋な非粘性媒体を極めて少量しか投与できませんが、その精度は極めて高いです。このディスペンサーのセルは通常 0.5 ml から 2 ml の容量で、ディスペンサーに挿入する前に遠心分離機を使用して個別に充填する必要があります。充填後は、タンクから放出され、最大 8,500 ポンド/平方インチ (59 MPa) の圧力でセルに押し付けられるヘリウムや窒素などの不活性ガスの圧力によって、分配される液体の量が変わります。圧力注入セルは、可動部品なしで液体に直接力を加えることで液体を動かすため、「変位」型ではなく「動的」ポンプ型と見なされます。

• 定量ポンプ