プレート蒸発器

Orange Science
6月20日
読了時間: 18分

窒素吹付式プレート蒸発器

窒素吹付式の「プレート蒸発器（Plate Evaporators）」とは、マイクロプレート（例：96ウェル）やバイアル内の溶媒を、窒素ガスと加熱（ドライブロックまたはウォーターバス）を組み合わせて迅速かつ効率的に蒸発・濃縮する装置です。

窒素吹付式のプレート蒸発器は、

低容量、多数サンプルへの高効率集中
不活性・安全な処理環境の維持
省スペースで直感的な操作性

を兼ね備えており、ライフサイエンスや分析化学分野で非常に有用です。

窒素吹付式プレート蒸発器を使用する目的

窒素吹付式プレート蒸発器を使用する主な目的は、マイクロプレート（例：96ウェル）や小容量バイアル内の溶媒を、効率的かつ安全に蒸発・濃縮することです。具体的には、以下のような目的があります。

1. 揮発性溶媒の迅速な除去

アセトニトリル、メタノール、エタノールなどの低沸点溶媒を素早く気化させるために、窒素ガスを直接吹き付けて蒸発を促進します。
ガスの流速により、蒸発表面からの飽和蒸気をすばやく除去することで、液体→気体への移行を加速します。

2. 酸化・分解の抑制（不活性雰囲気の維持）

空気中の酸素や湿気と反応しやすいサンプルに対して、不活性な窒素ガスで覆うことで酸化・加水分解を防止します。
医薬品中間体、フェノール類、チオール類、脂肪酸などの酸化感受性物質の処理に特に有効です。

3. 再現性の高い濃縮・乾燥

プレート全体に均等に窒素を吹き付けることで、ウェル間のばらつきを最小限に抑えた均一な乾燥が可能です。
特にハイスループット分析（例：LC/MS前処理）で重要な要素です。

4. 加熱との組み合わせによる処理時間短縮

多くのプレート蒸発器はヒーター（ドライブロックやウォーターバス）を組み合わせて使用します。
窒素吹付と加熱を組み合わせることで、冷却効果を抑えながら短時間で乾燥が可能です。

5. 安全性の向上

揮発性・引火性の高い有機溶媒を用いた場合でも、酸素を含まない窒素で安全に処理可能。
ラボ環境での爆発・火災リスクの低減に貢献します。

6. マイクロプレート処理に特化したスループットの最適化

1枚～複数枚のマイクロプレートを同時処理可能（例：Organomation Triple MICROVAP）で、分析ラボの作業効率を大幅に向上させます。

窒素吹付式プレート蒸発器の使用目的は：

「迅速・安全・再現性の高い濃縮／乾燥を、不活性環境下で行うこと」

です。

分析前処理、合成中間物の濃縮、生体試料中の抽出液処理など、幅広い分野で使われています。

窒素吹付式プレート蒸発器を使用するメリット

窒素吹付式プレート蒸発器の主なメリットは以下のとおりです。

1. 蒸発速度の向上（時間短縮）

窒素ガスの吹付により、ウェル表面の飽和蒸気層をすばやく除去できるため、自然気化よりもはるかに早く蒸発が進行します。
熱との併用で、通常の自然乾燥より数倍の速度で濃縮・乾燥が可能です。

2. 酸化・分解の防止（不活性雰囲気）

窒素は化学的に不活性であり、酸化や湿気に敏感なサンプル（例：脂肪酸、フェノール、抗酸化物質など）を空気と遮断して処理できます。
LC/MS用サンプルなど、微量成分の定量分析にも有効。

3. 均一な乾燥／再現性の高さ

各ウェルに対して均一な窒素流量と加熱が供給される構造により、ウェル間でのばらつきが最小限になります。
サンプル回収率や分析精度の再現性が高まります。

4. 安全性の向上

揮発性／可燃性溶媒（アセトニトリル、メタノールなど）を扱う際に、酸素の存在下での発火や爆発のリスクを回避できます。
火花や高温部のある装置と併用する際も安心です。

5. 高スループットに対応

プレートを1枚〜3枚以上同時処理できるモデルもあり（例：Organomation Triple MICROVAP）、大規模ラボの処理スピードを向上できます。
自動化やプロセスの効率化にも適合。

6. コンパクトかつ操作が簡単

多くの窒素吹付式プレート蒸発器は卓上設置型であり、ラボの限られたスペースでも使用可能。
制御系がシンプルで、温度・流量設定も直感的に操作できる。

7. 溶媒の種類を問わず対応

揮発性の有機溶媒から水まで、幅広い溶媒に対応可能（装置によっては腐食性溶媒にも対応）。

窒素吹付式プレート蒸発器が活用される分野

窒素吹付式プレート蒸発器は、高スループットで小容量のサンプルを濃縮・乾燥する必要がある分野で広く使用されており、特に下記のような分野で活用されています。

主な使用分野

1. 製薬・創薬

ハイスループットスクリーニング（HTS）で生成された化合物ライブラリ中の溶媒除去に使用。
LC/MS 分析前の前処理（乾燥・濃縮）としても必須。
ADME / Tox 試験用サンプルの調整。

2. 分析化学・環境分析

サンプル抽出後の溶媒除去や濃縮（例：環境水中の微量汚染物質分析）。
固相抽出（SPE）や液液抽出後の濃縮工程に組み込まれる。
多検体同時処理（例：96ウェルプレート）で定量分析の前処理時間を短縮。

3. 法医学・毒物分析

血液・尿・組織抽出物からの溶媒除去。
麻薬、代謝産物、毒物の微量定量に向けた濃縮処理。

4. 食品分析・農薬残留分析

食品・農作物の抽出物からの有機溶媒の除去。
LC/MS・GC/MS 用サンプルの前処理に有効。

5. 生化学・分子生物学

タンパク質、ペプチド、代謝物の濃縮。
蛍光・発光アッセイや ELISA に使用する前のサンプル乾燥。
シグナル増幅のための反応前濃縮。

6. 臨床検査・バイオバンク関連

血清・血漿・尿・唾液などからの濃縮／乾燥処理。
生体試料中の薬物モニタリングに対応。

窒素吹付式プレート蒸発器のアプリケーション例

窒素吹付式プレート蒸発器は、多検体を同時に処理する場面で非常に重宝されており、以下のような実際的なアプリケーション例があります。いずれも、高スループット・微量濃縮・再現性確保が求められるプロセスで活躍します。

代表的なアプリケーション例

1. LC/MS分析前のサンプル濃縮

使用例：
- 血漿中薬物濃度測定（薬物動態／TDM）
- 化合物スクリーニング後の中間生成物の濃縮
目的：
- 揮発性有機溶媒（アセトニトリル、メタノールなど）を迅速かつ均一に除去し、濃縮された状態で分析に供する。

2. 固相抽出（SPE）後の溶媒除去

使用例：
- 環境試料（河川水、排水）からの有機汚染物質抽出後
- 食品中残留農薬分析
目的：
- SPEにより抽出された有機溶媒画分を濃縮し、後段のGC/MSやLC/MS分析に対応。

3. ハイスループットスクリーニング（HTS）における化合物乾燥

使用例：
- 医薬品探索におけるリード化合物ライブラリの作製・保管前処理
目的：
- 96ウェルや288ウェルプレート中の溶媒を一括して除去し、化合物を乾燥粉末状態で保管。

4. タンパク質・ペプチドサンプルの濃縮

使用例：
- 消化後ペプチドのLC-MS前濃縮（プロテオミクス）
- 小分子–タンパク質相互作用解析前処理
目的：
- バッファー成分や希釈溶媒を除去し、サンプルを限られた容量に濃縮。

5. 法医学・毒物学分析

使用例：
- 血液・尿中の薬物／毒物成分の抽出後乾燥
目的：
- 酵素分解や液液抽出などの後に生じる有機溶媒を除去し、乾燥試料として再溶解・測定。

6. 代謝物・バイオマーカー定量前の乾燥

使用例：
- 尿・血清中の代謝プロファイル測定
目的：
- 窒素雰囲気下で安定性を保ちつつ、試料から揮発性溶媒を除去。

7. 臨床検査試料の前処理

使用例：
- 新型抗がん剤モニタリングに使われる血漿サンプルの前処理
目的：
- 臨床研究において正確な濃度測定を実施するため、試料中の希釈液や添加試薬を除去。

Organomation社の窒素吹付け式プレート蒸発器　「MICROVAP Triple Microplate Evaporator」「MICROVAP Microplate Evaporator」

Organomation社の「MICROVAP Microplate Evaporator」と「MICROVAP Triple Microplate Evaporator」は、どちらも窒素吹付式のプレート蒸発器であり、低容量サンプルを高効率かつ再現性よく濃縮・乾燥するために設計された研究ラボ向けの装置です。

1. MICROVAP Microplate Evaporator（単一プレートモデル）

特長:
- 96ウェルmicroplateまたはdeep-wellプレートの穏やかな蒸発に適合
- 乾式ブロック加熱：常温〜130 °C、±2 °Cの温度精度を提供
- 窒素供給：2インチ・19ゲージステンレスニードルによる均等なガス吹付
- コンパクト設計：卓上における省スペース設置が可能
- 流量・温度のデジタル制御により設定が容易
- チューブ対応：オプションで15/24チューブ用ブロックに換装可

組織分析、LC/MSのサンプル前処理、低容量サンプルの濃縮・乾燥に好適です。

2. MICROVAP Triple Microplate Evaporator（3連プレートモデル）

特長:
- 3×96ウェルプレート（最大288ウェル）を同時処理可能
- 各プレートに独立トグルスイッチを装備し、必要時にのみガス供給が可能 → 窒素無駄使いを抑制
- 乾式ブロック加熱：常温〜130 °C、±2 °Cのデジタル制御
- 窒素流量制御：0–100 L/min調整可能な流量計付き
- 昇降機能付きホイストでノズル設置がスムーズ

大規模分析ワークフロー（例：HTS、環境・食品・法医学サンプルなど）で高スループット処理が可能です。

用途

MICROVAP単一プレートモデルは、少量のプレート処理やチューブ処理で小規模ワークフローに適合。
MICROVAPトリプルプレートモデルは、複数プレートを繰り返し処理する高スループット環境での効率向上に最適。

いずれのモデルも、窒素吹付＋加熱ブロックによる迅速・均質・安全な溶媒蒸発を可能にする実用的なプレート蒸発器です。

Organomation社プレート蒸発器の強み

Organomation社の MICROVAP Microplate Evaporator（単一プレート） と Triple Microplate Evaporator（3連プレート） は、窒素吹付プレート蒸発器の中でも、高い効率性と経済性を兼ね備えたモデルです。

強み（Organomation MICROVAP シリーズ）

コンパクト設計：卓上に置ける小型サイズで、スペース効率が高い
高温対応：乾式アルミブロック加熱で最大130 °C、制御精度±2 °Cと広い温度レンジ
窒素流量調整可能：流量計付きで微調整が可能。用途に応じてガス使用を最適化
耐腐食オプション：酸耐性コーティング機能があり、腐食性溶媒にも対応できる
コストパフォーマンス：初期費用やランニングコストが抑えられる。

高効率なサンプル調製を実現するプレート蒸発器

研究現場における分析前処理の効率化は、全体のワークフロー最適化に直結します。

Organomation社が提供する「MICROVAP Triple Microplate Evaporator」および「MICROVAP Microplate Evaporator」は、96ウェルプレートの処理に特化したプレートエバポレーター（プレート蒸発器）であり、迅速かつ再現性の高い濃縮・乾燥処理を可能にします。

本装置は、プレート向け窒素吹付式濃縮装置として、溶媒の選択にかかわらず安定した処理性能を発揮します。特に、1枚のプレート処理に最適な「MICROVAP Microplate Evaporator」は、少量サンプルの精密な前処理に対応。一方、最大3枚（計288ウェル）のプレートを同時処理できる「MICROVAP Triple Microplate Evaporator」は、高スループットサンプル調製において卓越した効率を発揮します。

どちらのモデルも、ウェルプレートの高速・高効率蒸発を実現するために、独自の乾式加熱ブロックと精密な窒素ガス制御を搭載。温度は最大130°Cまで対応し、高沸点溶媒の迅速な処理も可能です。

省スペースで導入できる設計、運用コストを抑えた窒素使用量、そして操作性に優れたインターフェースにより、プレート蒸発処理における生産性向上を強力にサポートいたします。

Organomation - 窒素エバポレーター

オレンジサイエンスでは世界的に有名なOrganomation社の窒素エバポレーターを取り扱っています。Organomation社は、窒素ブローダウン技術を中心とした窒素エバポレーター・窒素ブローダウン蒸発装置を専門としている機器開発メーカーです。1959年に設立され、60年以上にわたり、世界中の研究・試験機関向けに窒素エバポレーター・窒素蒸発装置を提供してきました。Organomation社の高品質な窒素エバポレーター装置は、世界中で信頼性が高く、メンテナンスの手間がかからない実験装置であると高く評価されています。また、耐用年数が長いため、今日の多忙な研究室にとって、非常に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。

N-EVAP

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。

MULTIVAP

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。

MICROVAP

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

時間計算・溶媒除去方法判別ツール

Organomation社の日本語Webサイトでは溶媒除去に関する時間計算ツール・溶媒除去方法判別ツールを用意しています。手作業で処理していた濃縮除去の時間を濃縮器を使うことでどれだけ時間短縮できるか、ラボに必要な溶媒除去方法、濃縮器が必要か、など、いくつかの質問に答えるだけですぐに回答が得られます。ぜひご活用ください。

溶媒除去に要する時間計算

どの溶媒除去方法が適切か

濃縮器導入の判断

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。