ボルテックスミキサーとは？試験管ミキサーの原理・使い方・注意点
ボルテックスミキサーとは、 試験管やマイクロチューブなどに入った液体を、細かな振動によって混合する実験用機器 です。
容器の底をパッドへ押し当てて1本ずつ混ぜる機種のほか、専用のパッドを使用して、 複数の試験管や遠沈管、PCRプレートなどをまとめて撹拌できる 機種もあります。
ボルテックスミキサーを安全に使用し、試料を均一に混ぜるためには、容器の持ち方や液量、速度、撹拌時間などに注意が必要です。
本記事では、ボルテックスミキサーの原理や用途、基本的な使い方、使用時の注意点、製品を選ぶ際に確認したいポイントを紹介します。
この記事の要点
- ボルテックスミキサーは、容器へ振動を伝えて渦を発生させ、液体を短時間で混合する実験用機器です。
- 試験管ミキサーとも呼ばれ、試薬や検体の混合、沈殿物の再懸濁、試料の分散などに幅広く使用されます。
- 操作方法には、容器を押し当てるタッチ起動、スイッチによる連続運転、センサー起動の3種類があります。
- 適切な撹拌速度や時間は、試料の種類、液量、粘度、容器の形状や混合する目的によって異なります。
- 使用時は、容器やキャップの状態を確認し、低い速度から始めて液体の混合状態を見ながら調整します。
- 製品を選ぶ際は、対応する容器や本数、起動方法、速度範囲、タイマー、使用できるパッドを確認します。
ボルテックスミキサーとは？
ボルテックスミキサーは、上部のパッドを細かく動かし、接触させた 容器内の液体に渦を発生させて混合する機器 です。
試験管やマイクロチューブに入った少量の液体を短時間で混ぜやすく、 試薬や検体の混合、沈殿物の再懸濁などに使用されます。
英語の「vortex」には、渦や渦巻きという意味があります。ボルテックスミキサーでは、容器へ伝わった動きによって液体が旋回し、内部に渦が形成されます。
試験管ミキサーとの違い
試験管ミキサーとボルテックスミキサーは、 どちらも試験管や小型チューブ内の液体を振動によって混合する機器を指す名称 として使われています。
「試験管ミキサー」は、主に使用する容器に注目した呼び方です。一方の「ボルテックスミキサー」は、容器内に渦を発生させて混合する仕組みに注目した呼び方です。
製品によって使用できる容器や機能は異なりますが、 名称だけを見て別の種類と判断するのではなく、次のような仕様を確認することが大切 です。
- 対応する容器
- 速度範囲
- 起動方法
- 連続運転の有無
- タイマーの有無
- 交換用パッドの種類
「ボルテックスをかける」とは？
「ボルテックスをかける」とは、ボルテックスミキサーを使って、
試験管やチューブ内の液体を撹拌すること
です。
実験手順では、次のように表現される場合もあります。
- ボルテックスで混和する
- ボルテックスで撹拌する
- ボルテックスする
- ボルテックスミキサーにかける
いずれも、容器へ振動を与えて、内部の試料や試薬を混ぜる操作を示しています。
ボルテックスミキサーの原理
ボルテックスミキサーの内部にはモーターがあり、モーターの回転によって上部のパッドが細かく円を描くように動きます。
試験管やチューブの底をパッドへ当てると、次の流れで液体が混ざります。
- モーターによってパッドが細かく動く
- パッドの動きが試験管やチューブへ伝わる
- 容器内の液体に旋回する流れが生じる
- 液体の表面から底部にかけて渦が形成される
- 試薬や沈殿物が液体中へ分散する
ボルテックスミキサーの回転運動によって、容器内の液体は手で支えている位置付近まで上がることがあります。また、液体は層を作るように回るため、短く数回動かしただけでは、上下の液体が十分に混ざらない場合があります。［1］
撹拌子を容器内へ入れるマグネチックスターラーとは異なり、ボルテックスミキサーは 容器の外側から振動を伝えます。 そのため、試験管やマイクロチューブに入った少量の液体を、短時間で混合する用途に向いています。
ボルテックスミキサーの主な用途
試薬や検体を均一に混合する
複数の試薬を加えた後や、保存中に成分が分離した液体を均一にするために使用します。
容器を手で振るだけでは混ざりにくい
少量の液体でも、ボルテックスミキサーを使うことで、内部に渦を発生させながら混合できます。
ただし、適切な速度や撹拌時間は、試料の種類、液量、粘度などによって異なります。
沈殿物を再懸濁する
遠心分離を行うと、細胞や粒子などがチューブの底へ沈み、ペレットと呼ばれる沈殿物が形成されることがあります。
ペレットへ液体を加えた後、ボルテックスミキサーで撹拌することで、
底に沈んだ成分を液体中へ再び分散させることができます。
ただし、壊れやすい細胞など、強い撹拌の影響を受けやすい試料には適さない場合があります。使用する試料や実験手順に合わせて、速度や時間を調整してください。
試料の塊をほぐす
粉末や固形試料へ液体を加えたとき、容器内に試料の塊が残ることがあります。
ボルテックスミキサーで撹拌すると、
液体の流れによって塊をほぐし、容器内へ分散させやすくなります。
溶け残りがある場合は、速度だけを上げるのではなく、いったん停止して試料の状態を確認します。
複数の容器をまとめて撹拌する
機種によっては、複数の試験管やマイクロチューブ、遠沈管などを固定できるパッドを取り付けられます。
連続運転と組み合わせることで、
複数の容器を同じ条件で撹拌できます。
ただし、
容器の容量だけでなく、直径、形状、使用本数に対応したパッドを選ぶ
ことが重要です。
ボルテックスミキサーの使い方
操作方法は製品によって異なりますが、試験管やマイクロチューブを1本ずつ混ぜる場合は、次の流れが基本です。
使用前に確認すること
使用前には、次の点を確認します。
- 本体が平らで安定した場所に置かれているか
- 本体や電源コードに破損がないか
- パッドが正しく取り付けられているか
- 使用する容器がパッドに対応しているか
- 容器にひび割れや変形がないか
- キャップやふたが確実に閉まっているか
- 容器内の液量が多すぎないか
- 速度が高すぎる設定になっていないか
本体が不安定な場所に置かれていると、運転中に本体が動いたり、振動や音が大きくなったりする可能性があります。
キャップの緩みや容器の破損があると、撹拌中に液体が漏れたり飛散したりするため、起動前に確認してください。
タッチ起動で混ぜる方法
タッチ起動は、容器をパッドへ押し当てたときに動作する方式です。
- 電源を入れ、タッチモードを選択する
- 速度を低めに設定する
- 容器のキャップが閉まっていることを確認する
- 容器の上部をしっかり持つ
- 容器の底をパッドの中心付近へ軽く押し当てる
- 一度パッドから離して、液体の状態を確認する
- 必要に応じて撹拌と停止を数回繰り返す
- 均一に混ざったことを確認して終了する
容器を強く押し付ける必要はありません。 機器が起動し、液体に渦が生じる程度の力で支えます。
試験管内の液体は、ボルテックスミキサーの動きによって、手で支えている位置付近まで上がることがあります。開放された試験管の口付近を持って撹拌すると、液体がこぼれる可能性があるため注意が必要です。［1］
液体がキャップ付近まで上がる場合や、容器が不安定になる場合は、いったん停止して速度や液量を見直してください。
連続運転で混ぜる方法
連続運転は、スイッチを入れた状態で撹拌を続ける方式です。
- 使用する容器に対応したパッドを取り付ける
- 試験管やチューブを指定された位置へ固定する
- 速度を低めに設定する
- 必要に応じてタイマーを設定する
- 連続運転を開始する
- 容器のずれや異常な振動がないか確認する
- 運転終了後に容器を取り外す
複数の容器を取り付ける場合は、
パッドに指定された位置や本数に従って固定します。
対応していない容器を無理に取り付けたり、容器が不安定な状態で運転したりしないでください。
センサー起動で混ぜる方法
機種によっては、センサーが容器を検知して、自動的に起動するものもあります。
容器をパッドへ強く押し当て続ける必要がない
ため、多数の試料を順番に処理する場合や、手や腕への負担を抑えたい場合に便利です。
センサーの検知範囲や容器を近づける位置は機種によって異なるため、取扱説明書を確認して使用してください。
ボルテックスミキサーは何秒使用する？
ボルテックスミキサーを使用する時間に、
すべての試料に共通する基準はありません。
必要な撹拌時間は、次の条件によって変わります。
- 試料の種類
- 液体の量
- 液体の粘度
- 容器の形状
- 設定速度
- 混合する目的
短時間動かしただけでは、液体の上下が十分に混ざらない場合があります。撹拌と停止を繰り返して液体の流れを変え、状態を確認しながら混ぜる方法が示されています。［1］
時間だけで判断するのではなく、次の点を確認してください。
- 液体の色や濃度が均一になったか
- 底に沈んだ成分が分散したか
- 試料の塊が残っていないか
- 必要以上に泡立っていないか
- 液体がキャップ付近まで上がっていないか
実験手順や試薬の説明書で時間が指定されている場合は、その条件を優先 します。
ボルテックスミキサーを使用する際の注意点
以下は、ボルテックスミキサーを使用する際の一般的な注意点です。試料や試薬ごとに 混和方法、速度、時間などが指定されている場合は、その条件を優先 してください。
キャップやふたを確実に閉める
キャップが緩んでいると、振動によって
液体が漏れたり、周囲へ飛散したりする可能性があります。
ねじ式のキャップは斜めに締まっていないか、はめ込み式のキャップは完全に閉まっているかを確認してください。
低い速度から始める
最初から高い速度で運転すると、容器が不安定になったり、液体がキャップ付近まで上がったりすることがあります。
まずは低い速度から始め
、液体の動きや混ざり方を確認しながら調整してください。
最高回転数が高い機種でも、
すべての試料を最大速度で混ぜる必要はありません。
液量を確認する
容器内の液量が多いと、撹拌によって液面が上昇し、液体がこぼれたりキャップへ付着したりしやすくなります。
開放された試験管を手で支えて1本ずつ撹拌する操作については、
液量を容器容量の3分の1以下にすることが一つの目安
として示されています。［1］
ただし、これはすべての容器や機種に共通する上限ではありません。密閉されたマイクロチューブや、専用パッドに固定する遠沈管・プレートでは条件が異なります。
容器を強く押し付けすぎない
容器を
強く押し付けても、必ずしも混合性能が高くなるとは限りません。
必要以上の力を加えると、容器を持つ手や腕に負担がかかるほか、パッドや本体にも負担がかかります。
容器を安定して保持し、液体に適切な渦が生じる程度の力で使用してください。
数回動かしただけで終了しない
ボルテックスミキサーで液体を回転させると、容器内では上層と下層がそれぞれ層を作るように流れることがあります。
そのため、単に
2～3回動かしただけでは、容器内の液体が十分に混ざらない場合があります
。
回転と停止を数回繰り返し、
液体の流れを変えながら混合状態を確認します。［1］
酵素を含む反応液は強く撹拌しない
逆転写酵素やDNAリガーゼを含む反応液では、ボルテックスミキサーを使わず、緩やかに混和する手順が示されている場合があります。
［2］
このような場合は、
ピペッティングや軽いタッピング
など、指定された方法で反応液を均一に混ぜます。
泡立ちやすい試料に注意する
界面活性剤を含む液体やタンパク質溶液などは、強く撹拌すると泡立つ場合があります。
泡が測定や分注へ影響する場合は、次のような方法を検討します。
- 速度を下げる
- 短時間ずつ撹拌する
- 撹拌と停止を繰り返す
- 撹拌後に液体の状態を確認する
- 手順で指定されている場合は軽く遠心する
タンパク質を含む試料がすべてボルテックスミキサーに適さないわけではありません。泡立ちや試料への影響を考慮して、撹拌条件を調整します。
感染性試料ではエアロゾルに注意する
ボルテックス操作では、試料へ強い運動が加わるため、容器の密閉状態や操作方法によってエアロゾルや飛沫が発生する可能性があります。
感染性または感染性が疑われる試料を扱う場合は、 容器を確実に密閉し、施設のリスク評価やバイオセーフティ規程に従ってください。
必要に応じて、安全キャビネット内での操作や個人用保護具の使用など、試料に応じた対策を行います。安全キャビネット内では、持ち込む物を増やしすぎず、気流を乱さないように器具や容器を配置してください。［3］
異常な音や振動がある場合は停止する
通常より大きな音や振動が発生した場合は、運転を停止して次の点を確認します。
- 本体が平らな場所に置かれているか
- パッドが正しく取り付けられているか
- 容器が確実に固定されているか
- 取り付けた容器の位置や本数が偏っていないか
- 本体やパッドに破損がないか
原因が分からないまま運転を続けず、取扱説明書や販売元の案内を確認してください。
使用後は汚れを取り除く
試料や試薬が本体やパッドへ付着した場合は、電源を切り、取扱説明書に従って清掃します。
液体が本体内部へ入らないよう注意
し、使用した薬品や試料に適した方法で拭き取ってください。感染性試料を扱った場合は、施設で定められた方法に従って除染します。
ボルテックスミキサーと振とう機・スターラーの違い
実験室で使用される撹拌機器には、ボルテックスミキサーのほかに、振とう機やマグネチックスターラーなどがあります。
| 機器 | 主な対象 | 混合方法 | 向いている用途 |
|---|---|---|---|
| ボルテックスミキサー | 試験管、マイクロチューブ、遠沈管など | 容器へ振動を伝えて、内部に渦を発生させる | 少量の液体を短時間で混合する |
| 振とう機・シェーカー | フラスコ、試験管ラック、プレートなど | 台やラックを往復または旋回させる | 複数の容器を一定時間振とうする |
| マグネチックスターラー | ビーカー、フラスコなど | 磁力で容器内の撹拌子を回転させる | 液体を連続的に撹拌する |
試験管やマイクロチューブを 1本ずつ短時間で混ぜる場合は、ボルテックスミキサー が候補になります。
複数のフラスコを一定時間振とうする場合は振とう機 、 ビーカー内の液体を連続的に撹拌する場合はマグネチックスターラー が適しています。
ただし、ボルテックスミキサーでも、専用パッドを使用することで、複数のチューブやプレートへ対応できる機種があります。
ボルテックスミキサーを選ぶ際の確認ポイント
使用する容器
最初に、
撹拌する容器の種類と容量を確認
します。
ボルテックスミキサーで使用される主な容器には、次のものがあります。
- 試験管
- 採血管
- マイクロチューブ
- PCRチューブ
- 15mL・50mL遠沈管
- PCRプレート
- 細胞培養プレート
- ビーカー
- フラスコ
試験管を1本ずつ混ぜるだけでよいのか、複数の遠沈管やプレートも使用するのかによって、必要な本体やパッドが異なります。
一度に混ぜる本数
少数の容器を順番に処理する場合は、タッチ起動やセンサー起動に対応した機種が使いやすいでしょう。
複数の試験管やマイクロチューブを同じ条件で撹拌したい場合は、
複数本を固定できるパッドと連続運転機能を確認
してください。
起動方法
ボルテックスミキサーの主な起動方法には、次のものがあります。
- スイッチで起動する
- 容器をパッドへ押し当てて起動する
- ダイヤルを押して起動する
- センサーが容器を検知して起動する
- スイッチで連続運転する
短時間の撹拌を繰り返す場合はタッチ起動やセンサー起動 、 複数の容器を一定時間撹拌する場合は連続運転 が便利です。
速度の調整方法
速度の調整方法には、ダイヤル式とデジタル式があります。
ダイヤル式は直感的に操作しやすく、
デジタル式は設定した速度を数値で確認しやすい
点が特徴です。
実験条件を一定にしたい場合は、速度を数値で表示できる機種が選択肢になります。
速度範囲
最高回転数だけでなく、低い速度から運転できるかも確認します。
泡立ちや飛散を抑えたい場合や、試料を穏やかに混ぜたい場合は、
最低回転数も重要
です。
使用する試料に合わせて速度を変更できる機種を選びます。
タイマー
複数の容器を一定時間撹拌する場合は、タイマー機能があると
運転時間を管理しやすくなります。
一方、試験管を数秒ずつ手動で混ぜる用途が中心であれば、タイマーを使用しない機種も候補になります。
対応するパッド
本体に付属するパッドで使用できる容器を確認します。
使用したい容器が標準パッドに対応していない場合は、交換用やオプションのパッドが用意されているかを確認してください。
パッドによって、
対応する容器、容量、本数、使用できる速度が異なる
場合があります。
用途に合わせて選べるボルテックスミキサー
ダイヤルで速度を調整するBS-VM-500S
BS-VM-500S
は、
タッチ起動とスイッチによる連続運転を切り替えられるスタンダードタイプ
です。
速度はダイヤルを使い、200～3,000rpmの範囲で調整できます。
チューブ用パッドとマルチ対応パッドが標準で付属しているほか、複数の試験管、遠沈管、マイクロチューブなどを固定できるオプションパッドにも対応しています。
速度表示とタイマーを備えたBS-VM-500Pro
BS-VM-500Pro
は、タッチ起動と連続運転に対応し、
速度をデジタルで設定
できる機種です。
速度範囲は100～3,000rpmで、前面のディスプレイに速度が表示されます。
1分～8時間のタイマー
を備えているため、設定した時間で連続運転したい場合にも使用できます。
チューブ用パッドとマルチ対応パッドが標準で付属し、BS-VM-500Sと共通のオプションパッドにも対応しています。
レーザーセンサーで起動するBS-VM-400Max
BS-VM-400Max
は、
レーザーセンサーによる自動起動
に対応したボルテックスミキサーです。
容器を強く押し当て続ける必要がなく、スイッチによる連続運転もできます。速度は100～3,000rpmの範囲でデジタル調整でき、ディスプレイで設定速度を確認できます。
各種チューブからフラスコまで対応できるマルチ対応シリコンパッドを備えており、さまざまな形状の容器を撹拌したい場合に使用できます。
小型でシンプルなBS-VM-300S
BS-VM-300S
は、
本体寸法100×93×72mmの小型ボルテックスミキサー
です。
正面のダイヤルで速度を調整し、ダイヤルを押して起動します。速度範囲は0～3,000rpm、対応容量は50mLです。
設置場所を抑えたい場合や、シンプルな操作で容器を1本ずつ撹拌したい場合に適しています。
4機種の違い
| 製品 | 起動方法 | 速度調整 | 速度範囲 | 主な特徴 |
|---|---|---|---|---|
| BS-VM-500S | タッチ、スイッチ | ダイヤル | 200～3,000rpm | 連続運転、オプションパッド対応 |
| BS-VM-500Pro | タッチ、スイッチ | デジタル | 100～3,000rpm | 速度表示、1分～8時間のタイマー |
| BS-VM-400Max | レーザーセンサー、スイッチ | デジタル | 100～3,000rpm | センサー起動、速度表示、フラスコ対応 |
| BS-VM-300S | ダイヤルプッシュ | ダイヤル | 0～3,000rpm | 小型で省スペース |
複数の容器に対応するオプションパッドを使用したい場合は、BS-VM-500SまたはBS-VM-500Proを選びます。速度や運転時間を数値で管理したい場合は、BS-VM-500Proが適しています。
容器を押し当てる作業の負担を抑えたい場合はBS-VM-400Max、設置場所を抑えたい場合はBS-VM-300Sが候補になります。
ボルテックスミキサーをお探しの方へ
使用する容器や処理本数、起動方法、速度調整、タイマーの有無を比較し、用途に合った製品をお選びください。
ビットストロングストアでは、4種類のボルテックスミキサーの仕様や在庫状況をご確認いただけます。
複数の容器に対応するオプションパッド
BS-VM-500SとBS-VM-500Proには、使用する容器に合わせて交換できるオプションパッドがあります。
BSスタンダードボルテックスミキサー用 オプションパッド一覧
各種チューブ
フラスコ・各種チューブ
直径12mm試験管×21本
5mL/15mL遠沈管×12本
5mL/15mL遠沈管×5本
50mL遠沈管×4本
0.2mL遠沈管×96本
96穴プレート
0.5mL遠沈管×20本
1.5mL/2.0mL遠沈管×30本
細胞培養プレート
BS-VMP-501とBS-VMP-502は標準付属品です。 BS-VMP-503～508は、使用する容器の種類・容量・本数に合わせて選択します。
試験管やマイクロチューブを1本ずつ混ぜるだけでなく、複数の容器を同じ条件でまとめて撹拌したい場合に使用できます。
オプションパッドを選ぶ際は、容器の容量だけでなく、直径、形状、使用する本数も確認してください。
また、
オプションパッドはBS-VM-500SとBS-VM-500Pro専用です。
他の機種には取り付けられないため、本体との対応状況を確認して選びます。
各パッドの対応容器や使用できる本数、在庫状況は、以下の製品ページで確認できます。
よくある質問
Q. ボルテックスミキサーと試験管ミキサーの違いは何ですか？
一般的には、どちらも試験管や小型チューブ内の液体を振動によって混合する機器を指す名称として使われています。
名称だけで判断せず、使用できる容器、速度範囲、起動方法、連続運転の有無などを確認してください。
Q. ボルテックスをかけるとはどういう意味ですか？
ボルテックスミキサーを使って、試験管やチューブ内の液体を撹拌することです。
実験手順では、「ボルテックスで混和する」「ボルテックスする」と表現される場合もあります。
Q. ボルテックスミキサーは何秒使用しますか？
すべての試料に共通する時間はありません。
必要な時間は、試料の種類、液量、粘度、設定速度、混合する目的によって異なります。短時間動かしただけでは十分に混ざらない場合があるため、必要に応じて撹拌と停止を繰り返し、液体の状態を確認してください。［1］
実験手順や試薬の説明書に時間が指定されている場合は、その条件を優先します。
Q. タッチ起動と連続運転の違いは何ですか？
タッチ起動は、容器をパッドへ押し当てたときに動作する方式です。
連続運転は、スイッチを入れることで、容器を手で押し当て続けなくても運転を継続できる方式です。複数の容器を固定して一定時間撹拌する場合などに使用します。
Q. 複数の試験管を同時に混ぜられますか？
複数本に対応したパッドを取り付けられる機種であれば可能です。
使用する試験管の直径、本数、パッドと本体の組み合わせを確認してください。
Q. 15mLや50mLの遠沈管にも使用できますか？
本体とパッドが15mL・50mL遠沈管に対応していれば使用できます。
小型チューブ用のパッドでは安定して固定できない場合があるため、遠沈管の容量に対応したパッドを使用してください。
Q. PCRプレートにも使用できますか？
PCRプレートに対応するパッドを取り付けられる機種であれば使用できます。
BS-VM-500SとBS-VM-500Proには、96穴PCRプレートに対応するオプションパッドが用意されています。
Q. ボルテックス後に遠心する必要はありますか？
実験手順によって異なります。
撹拌によってチューブのふたや側面に液体が付着した場合は、短時間の遠心によって液体を底へ集める工程が指定されることがあります。
使用する試薬や検査方法の手順を確認してください。
参考資料・出典
［1］関西大学「応用生物実験の基本操作（Ver. 1.53）―安全に正しく実験を行うために―」
［2］日本結核病学会・日本臨床微生物学会・日本臨床衛生検査技師会「結核菌検査に関するバイオセーフティマニュアル―2005年― 第2版」
［3］広島大学「cDNAの合成」
まとめ
ボルテックスミキサーは、試験管やマイクロチューブ内の少量の液体を、振動によって短時間で混合する実験用機器です。試薬や検体の混合、遠心後に生じた沈殿物の再懸濁、試料の分散などに使用されます。
使用時は、キャップや容器の状態を確認し、低い速度から始めます。撹拌時間は試料の種類や液量、粘度などによって異なるため、 混合状態を見ながら調整することが大切 です。
製品を選ぶ際は、使用する容器と本数、起動方法、速度範囲、タイマー、対応するパッドを確認します。用途に合った本体とパッドを選び、適切な条件で使用しましょう。
製品を選ぶ際は、使用する容器と本数、起動方法、速度範囲、タイマー、対応するパッドを確認します。 用途に合った本体とパッドを選び、適切な条件で使用しましょう。
関連記事
ボルテックスミキサーで使用される代表的な容器には、マイクロチューブや遠沈管があります。それぞれの特徴や用途、選び方について詳しく知りたい方は、以下の記事も併せてご覧ください。