用于研磨大量樣品的均質器及方法技術

一種使用珠磨機均質器(100)研磨大量樣品的方法，該方法包括以下步驟：將樣品材料裝載至瓶(50)中，該瓶具有由兩個端壁和限定中心瓶軸線的圓柱形側壁所封閉的腔室，將多個球裝載至具有樣品材料的瓶(50)中，將瓶(50)固定至均質器(100)的可運動的平臺(20)上，并且以限定于運動軸線(30)的往復運動方式振蕩平臺(20)，從而使球沿著圓柱形側壁以圓周運動的方式運動，其中，所述中心瓶軸線垂直于所述運動軸線(30)。本發明專利技術還提供了一種由圓柱形的瓶(50)和珠磨機均質器(100)組成的系統。珠磨機均質器(100)組成的系統。珠磨機均質器(100)組成的系統。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】用于研磨大量樣品的均質器及方法
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2019年2月26日提交的美國臨時專利申請No.62/810,742的申請日的優先權，其公開的內容通過引用方式并入本文。

技術介紹

[0003]在樣品制備市場中，破壞、分解或研磨(粉碎)樣品以用于進一步測試的常見方式是機械破壞。這些過程的目標包括減小顆粒尺寸；通過使細胞破裂，促進提取DNA和RNA、蛋白質、殺蟲劑以及其他污染物(即重金屬或其他物質)；和/或對樣品進行均質化或混合。
[0004]特別地，“珠磨”系統“研磨”并粉碎樣品，并且使用鋼球或其他介質，如陶瓷或玻璃來破壞樣品。在此過程中以某種形式搖動樣品。傳統的“珠磨機”儀器通過在瓶的頂部和底部之間壓碎或“研磨”樣品、或者在此過程中加入瓶中的球或其它介質之間壓碎或“研磨”樣品，從而破壞/分解樣品。這發生在沿著豎直方向對瓶或樣品容器進行裝載的過程中。也就是說，大多數瓶是圓柱形的，并且是在豎直方向上裝載的，從而如圖1所示，圓柱的端部固定在保持器或夾具的上部的和下部的部件之間。根據儀器的設計，當樣品以通常在500
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4000轉/分鐘范圍內的速度攪拌時，一些樣品的分解可以發生在介質之間，由介質對樣品容器的頂部和底部的作用力，以及介質對樣品容器的側壁的作用力實現這樣這樣的樣品的分解。
[0005]對于珠磨機的使用選擇取決于樣品瓶大小、樣品大小以及樣品特性。像大米、玉米粒、器官和纖維植物這樣的堅硬樣品通常需要更大、更重的球/介質，而像細菌、酵母和真菌這樣的樣品則使用更小的球/介質。像葉子、種子、土壤和植物材料這樣的樣品通常需要進行一些調研來選取最佳的設備及介質大小。
[0006]在珠磨機產品中發現的運動是一種豎直定向或水平定向的運動，其迫使球介質在樣品瓶的豎直高度或者寬度范圍內往復運動，或者該運動是一種組合運動，使得樣品和介質在樣品瓶內來回產生一些渦流。這種渦流在現有的儀器中很常見，該渦流能增加攪動，并且在瓶的攪動期間產生至少輕微的左右運動。夾具是現有珠磨機的非常重要的組成部分，因為必須對夾具進行仔細調整，以將瓶、試管和廣口瓶牢固地固定在適當的位置。夾具的上下運動非常劇烈。
[0007]雖然上述珠磨機對于少量樣品來說是有效的，但隨著所需樣品量的增加，這種珠磨機的效率會受到限制。例如，SPEX SamplePrep有限責任公司的Geno/Grinder及類似產品上的典型廣口瓶容積被限制為的單個容器的容積為300ml。此類產品的大多數樣品體積為2ml、5ml、滴定板、50ml等。對于尺寸增大的瓶，無論引入瓶中的球的數量或攪拌的持續時間如何，現有機器都無法生產出充分研磨的樣品。鑒于瓶的高度必須較大以容納較大的體積，例如740ml及以上，對于非常大的豎直放置的瓶，必須的向上/向下運動范圍(攪拌)并不總是足夠大以使得研磨介質在瓶的頂部和底部之間運動，從而允許研磨。即使所述的大瓶子被側放，廣口瓶沿水平方向側置，該運動可能不足和/或研磨能量可能不足?？蛇x方案涉及更大、更昂貴的機器，除非必須研磨特別大量的樣品，否則通常不會獲得這些機器，也不符合成本效益。這在行業中留下了一個缺口，即對于樣品量大于傳統珠磨機所能處理的量，但
小于那些需要昂貴的工業級研磨機的量的情況。許多用戶應用還要求一次性研磨特定量的樣品。無法將所需的樣品量分成更小的樣品批次或分進更小的容器中，這意味著像Geno/Grinder這樣的機器并不總是足以滿足客戶的需求，尤其是與更大樣品量相關的需求。
[0008]在另一種類型的機器中，臥式轉筒球磨機可以通過使得廣口瓶圍繞其中心軸線旋轉而產生部分或半圓周運動，同時廣口瓶被水平定向。在典型的臥式球磨機中，每個磨機使用大量的球。球的剪切力和研磨力是通過下落的球的重力以及球之間樣品的剪切和研磨作用而獲得的。在大型臥式球磨機的正常使用中，旋轉廣口瓶，球在樣品容器內層疊，通過球之間以及球和容器側壁之間的作用而減小樣品尺寸。因此，瓶的旋轉不會導致球在瓶內的連續旋轉；相反地，由于瓶的旋轉，球穿過瓶的中心部分上升和下降。臥式轉筒球磨機也不會被配置成像豎直定向的球磨機那樣振蕩容器。這種研磨方法使臥式球磨機的規模擴大到非常大的商業水平，例如15升。這些類型的旋轉球磨機也比較小的珠磨機大得多。
[0009]因此，雖然珠磨機已經成為樣品研磨的重要設備，但是還需要進一步的改進。

技術實現思路

[0010]本專利技術的第一個方面是一種用于研磨大量樣品的珠磨機均質器，該珠磨機均質器包括殼體；設置在殼體中的可運動平臺；用于沿著運動軸線使得平臺往復振蕩的馬達；被構造為保持圓柱形瓶的瓶保持器，該圓柱形瓶具有由兩個端壁和限定中心瓶軸線的圓柱形側壁所封閉的腔室，從而使得中心瓶軸線垂直于所述運動軸線；以及用于將瓶保持器固定至平臺的夾具。
[0011]在根據第一個方面的其他實施例中，系統包括均質器和圓柱形瓶，該圓柱形瓶具有由兩個端壁和限定中心瓶軸線的圓柱形側壁所封閉的腔室。
[0012]在均質器或系統中，瓶的尺寸可以是250ml或更大、350ml或更大、500ml或更大、或者740ml或更大。馬達可以被配置成以500轉/分鐘或更高、750轉/分鐘或更高、1000轉/分鐘或更高、1250轉/分鐘或更高、1500轉/分鐘或更高、或者1750轉/分鐘或更高的速度振蕩瓶。可以在瓶的振蕩期間提供多個球放置于瓶內。每個球的直徑可以是4mm或更大、7mm或更大、8mm或更大、10mm或更大、12mm或更大、或者14mm或更大。多個球可以包括5個或更多、但是也可以是10個或更多、15個或更多、20個或更多、25個或更多、或者30個或更多。馬達可以被配置成振蕩瓶以引起球的旋轉。馬達可以被配置為振蕩瓶，而不圍繞中心瓶軸線旋轉瓶。瓶中可以包含基本干燥的樣品。瓶的圓柱形側壁可以具有21mm或更大，34mm或更大，53mm或更大，56mm或更大，或者89mm或更大的直徑。瓶在端壁之間沿著中心瓶軸線可以具有70mm或更長的長度，但是也可以是82mm或更長、93mm或更長、或者150mm或更長。沿著運動軸線的往復運動可以是豎直方向上的運動。
[0013]本專利技術的第二個方面是一種使用珠磨機均質器研磨大量樣品的方法，該方法包括以下步驟：將樣品材料裝載到瓶中，該瓶具有由兩個端壁和限定中心瓶軸線的圓柱形側壁所封閉的腔室；將多個球裝載到具有樣品材料的瓶中；將瓶固定至設置于均質器的殼體中的可運動平臺上；以及沿著運動軸線往復振蕩平臺，其中，中心瓶軸線垂直于所述運動軸線。
[0014]在根據第二個方面的其他實施例中，振蕩步驟可以使得球沿著圓柱形側壁以圓周運動的方式運動。該方法可以不包括圍繞中心瓶軸線旋轉瓶。振蕩步驟可能不會使得瓶圍
繞中心瓶軸線旋轉。裝載樣品的步驟可以包括將基本干燥的非液體樣品材料裝載到瓶中。振蕩步驟可以包括以500轉/分鐘或更高、750轉/分鐘或更高、1000轉/分鐘或更高、1250轉/分鐘或更高、1500轉/分鐘或更高、或1750轉/分鐘或更高的速度振蕩瓶。振蕩步驟可以包括以豎直方向本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】1.一種使用珠磨機均質器研磨大量樣品的方法，所述方法包括以下步驟：將樣品材料裝載至尺寸為500ml或更大的瓶中，所述瓶具有由兩個端壁和限定中心瓶軸線的圓柱形側壁封閉的腔室；將多個球裝載至具有所述樣品材料的所述瓶中；將所述瓶固定至均質器的可運動的平臺上；以及以限定于運動軸線的往復運動的方式振蕩所述平臺，從而使得球沿著所述圓柱形側壁以圓周運動的方式運動，其中，所述中心瓶軸線垂直于所述運動軸線。2.根據權利要求1所述的方法，其中，振蕩的步驟不圍繞所述中心瓶軸線旋轉所述瓶。3.根據權利要求1所述的方法，其中，振蕩的步驟包括以1500轉/分鐘或更高的轉速振蕩所述瓶。4.根據權利要求1所述的方法，其中，振蕩的步驟包括以豎直運動的方式振蕩所述平臺。5.根據權利要求1所述的方法，其中，振蕩的步驟包括沿著1.25英寸的距離往復振蕩所述平臺。6.根據權利要求1所述的方法，其中，所述瓶的所述尺寸為740ml或更大。7.根據權利要求1所述的方法，其中，每個球的直徑為7mm或更大。8.根據權利要求1所述的方法，其中，所述多個球包括10個或更多個球。9.根據權利要求1所述的方法，其中，所述瓶的所述圓柱形側壁的直徑為56mm或更大。10.根據權利要求9所述的方法，其中，所述振蕩的步驟包括沿著3.2cm的距離往復振蕩所述平臺。11.根據權利要求1所述的方法，其中，所述瓶的在所述端壁之間的沿著所述中心瓶軸線的長度為82mm或更大。12.根據權利要求1所述的方法，其中，裝載所述樣品的步驟包括將基本干燥的非液體樣品材料裝載至所述瓶中。13.一種使用珠磨機均質器研磨大量...

【專利技術屬性】
技術研發人員：E，
申請(專利權)人：斯佩克斯樣品加工有限責任公司，
類型：發明
國別省市：