このカテゴリの対象範囲
実験機器は、試料を用意し、条件を整え、支えるためのものです - 秤量し、加熱し、冷却し、分離し、決められた温度に保ちます。それ自体が主となる結果を出すことはめったになく、そのため最後に購入され、仕様が最も軽く扱われがちです。また、不安定な天秤や均一性に乏しい庫内が、その下流で測定されるすべてを音もなく損なうのも、同じ理由からです。
試料に何が含まれるかを決める機器は、分析機器のほうに分けてあります。ここに残るのは実務の層です - 天秤、計器、熱機器、分離機器で、繰返し性、容量、そして長い 1 日の作業のあいだ、条件がどれだけ保たれるかで選びます。1 つの主となる数値だけでは選びません。
実験室では、このカタログの他のどこよりも 2 つの特性が効きます。1 つ目は時間に対する安定性です。シフトの間ドリフトする天秤や、扉を開けるたびに復帰が遅い恒温培養器は、エラーメッセージを出さずに結果を変えるためです。2 つ目は文書です。規制のある実験室では、機器が品質システムの期待する記録を添えて納入されなければなりません。
実験機器の製品タイプ
| 製品タイプ | 動作原理 | 通常指定する項目 |
| 分析天秤 | 電磁力補償により、試料を内部の校正用分銅と比べる | 繰返し性とドリフトが決め手で容量が決め手ではない微細な秤量、および気流と振動を管理しなければならない用途 |
| 精密天秤 | ひずみゲージ式またはフォースモータ式のセルで、より大きな容量まで荷重を読む | 一般的な秤量、試料調整、一括の分取りで、より過酷な環境とより大きな容量が、最も細かい最小表示より重要になる用途 |
| pH計と電気伝導率計 | 電極電位またはセル抵抗を計で読み、温度補償を適用する | 水、溶液、プロセス試料の実験台での測定で、電極とその校正手順が実用上の精度を決める用途 |
| 実験室遠心分離機 | 制御された相対遠心力の下で、回転により成分を密度差で分離する | 分析前の試料調整、および熱やせん断が分離対象を傷める場合の分離 |
| 実験室乾燥器 | 制御されたヒータの熱を送風対流で庫内に行き渡らせる | 乾燥、老化、状態調節、水分測定で、庫内の均一性が結果を決める用途 |
| 実験室電気炉 | 断熱された庫内の抵抗ヒータで高温に達し、多くの場合、制御された雰囲気下で使う | 灰化、焼結、焼成、強熱減量の作業で、昇温と降温のプロファイルが分析法を形づくる用途 |
| 恒温培養器 | PID 制御で庫内を、生物学的な活動に適した温度に保つ | 培養、インキュベーション、安定性の作業で、扉を開けたあとの復帰時間が設定値そのものより重要になることが多い用途 |
| 恒温水槽 | 制御されたヒータが、容器に入れた試料のまわりの水を循環させる | 用意中の試料を温度に保つ用途、および空気ではなく液体の媒体を通じて熱移動を必要とする分析法 |
実験室シェイカー、実験室用混合機、実験室用顕微鏡、屈折計、一般的な実験室用機器も、このカテゴリに掲載しています。
実験機器の選び方
ある用途に対して正しい計器がただ1つということは稀ですが、納得できる候補と、それ以外を外せる判断材料は必ずあります。それを決めるのが次の質問です。
- まず分析法です。機器が何を出さなければならないか - 質量、保った温度、分離、読み取り - と、規格または手順がそれをどう定義しているか。
- 分解能だけでは決めず、繰返し性と安定性で見ます。実験機器は 1 日の作業のあいだで評価され、1 回の読み取りでは評価されないためです。
- 容量または庫内の大きさを作業量と照らすことです。満杯にしたときと空のときで、庫内がどう違うのかも含まれます。
- 熱機器の制御品質です。庫内の均一性と、扉を開けたあとの復帰時間は、どちらも結果に音もなく効いてきます。
- 中に入れるものとの適合です。実験室が使う薬品、試料容器、洗浄手順を含みます。
- 実験台のスペース、設備、換気です。電気炉や冷蔵ユニットは、占める設置面積以上のものを必要とすることが多いためです。
- 文書です。実験室の品質システムが校正証明書、据付時と運用時の妥当性確認文書、あるいはその両方を要求するか。
- 消耗品と保守です。電極、ランプ、チューブ、ロータ、シールは寿命に限りがあり、その調達のしやすさがランニングコストを決めます。
- 機器が規制のある工程の一部かどうかです。該当する場合、記録と変更管理は測定そのものと同じだけ重要になります。
順番に沿って選定を進める
- 実験室が従う分析法または手順から出発し、それを満たすために機器が何を出さなければならないかを書き出します。
- 繰返し性、容量、温度の均一性、分離に必要な遠心力のどれが支配的な要求かを定めます。
- 実際の作業量に合わせて機器の規模を決めます。庫内やロータがどれだけの頻度で満杯になるかも含めます。
- 設置の物理条件 - 実験台、設備、換気、気流、振動 - を確かめます。これらがどんな機器の実力にも上限を作るためです。
- 実際に使われている試料、容器、洗浄剤との適合を確認します。
- 品質システムが要求する制御と文書のレベルを選び、納入時にどの証明書が添付しなければならないかも定めます。
- 消耗品と保守の周期を洗い出し、ランニングコストは購入後ではなく購入前に把握できるようにします。
- そのうえで、同じ要求を満たす機種だけを比較します。クラスの違う機器は価格で競合しているのではないためです。
方式の比較
| 技術 | 最適な用途 | 制約 | 主な作業 |
| 電磁力補償式の天秤 | 繰返し性と小さなドリフトが決め手になる秤量 | 気流、振動、水平が取れていないことに敏感で、実力を出すには安定するまでの時間と、安定した実験台が必要 | 分析用の秤量 |
| ひずみゲージ式またはフォースモータ式の天秤 | 最小表示が粗くてもよい、より大きな容量とより慌ただしい環境 | 容量に対する分解能は低いため、微細な領域では分析天秤の代わりにはならない | 一般的な秤量と分取り |
| 送風対流式の乾燥器 | 中程度の温度での乾燥、状態調節、一般的な熱作業 | 均一性はファンと庫内の入れ方しだいで、満杯と空では挙動が違う | 乾燥と状態調節 |
| 抵抗ヒータ式の槽形電気炉 | 灰化、焼結、高温処理 | 昇温と降温に時間がかかり、ヒータの寿命は雰囲気と庫内の使い方しだいで左右される | 高温処理 |
| PID 制御の恒温培養器 | 保った温度での生物学的・微生物学的な作業 | 扉を開けたあとの復帰と棚の間の均一性のほうが、設定値の精度より重要なことが多い | 培養とインキュベーション |
| 冷蔵型または常温型の遠心分離機 | 試料を冷やしておく必要がある分離、または定められた遠心力をかけなければならない分離 | ロータとチューブの適合、釣り合いを取った積み方、実際に得られる遠心力はロータの半径に依存し、回転速度だけでは決まらない | 試料の分離 |
注文前に確認するパラメータ
測定方式を選んだ後に残るのは、設置現場でしか確定できない値の一覧です。型式、価格、納期を変えるのは、次の値です:
- 機器が満たすべき分析法または手順と、選択を支配するパラメータ。
- 必要な容量または範囲:秤量範囲と最小表示、庫内容積、温度スパン、分離に必要な遠心力。
- 分析法が依存する繰返し性、安定性、均一性。
- 機器が扱う試料、容器、薬品と、そのあとの洗浄手順。
- 実験室自体の温度と湿度です。天秤と熱機器では影響の受け方が違うためです。
- 設置地点で使える設備:電源、水、排水、ガス、換気。
- 必要な文書:校正証明書、妥当性確認文書、あるいはその両方。
- 初回の注文に含める消耗品と、予備品および保守の取り決め。
- 機器が規制のある工程の一部か、そして品質システムがそれに何を要求するか。
- 数量と、要求が 1 つの実験室を対象とするのか複数の現地を対象とするのか。
数値は記載であり、推定ではありません
仕様は型式と用途によって変わるため、本ページでは性能の数値を示していません。特定の型式についてパラメータが資料化されていない場合、製品ページはもっともらしい数値で穴を埋めるのではなく、その旨を記載します。上記の値をお送りいただければ、選定した型式が実際に持つ値をお返しします。
これらの機器の使用分野