なぜバイオセンサーの製造に赤外線を使用するようにしたのか
もしバイオセンサーの製造に携わったことがあるなら、その苦労はよくわかるでしょう。温度のコントロールを完璧に行う必要があります。「十分に近い」というだけでは不十分で、正確にコントロールしなければ、タンパク質が結合せず、試料が壊れてしまいます。
長い間、私たちは従来の対流式オーブンを使っていました。しかし、現代のスマートファブラリーでは、そうしたオーブンはあまりにも遅すぎます。そのため、私たちは直接材料を加熱できる赤外線システムを採用しました。空気が温まるのを待つ必要がないので、速く処理できます。
正確なデータの取得
デジタル製造において重要なのは、的確なフィードバックループです。赤外線ランプは、電圧を変えた瞬間にすぐに反応するため、非常に便利です。これらをPLCに接続すれば、実時間で何が起こっているかを確認できます。もう、運任せにして良い結果を期待する必要はありません。各工程のデータが記録されるので、医療用グレードの製品の検証時には非常に役立ちます。推測に頼る必要がなくなります。
機器の選択と設計
通常、私たちは短波長の赤外線エミッターを使用します。これにより、狭い空間内に多くの熱を発生させることができ、装置のサイズを小さくできます。
ただし、高ワット数の管は大量の廃熱を発生させます。冷却ファンやヒートシンクを適切に設計しなければ、温度が不安定になり、問題が発生します。また、生物活性層を清潔に保つために、クォーツ製のケースも使用します。
プロのアドバイスとしては、ランプの交換が迅速に行えるようにシステムを設計することです。もしランプが壊れて、数秒以内に交換できなければ、生産全体が台無しになる可能性があります。それは誰も望まないことです。
なぜこれが重要なのか
最大の利点は、部品周辺の空気を加熱するのではなく、試料自体を直接加熱できる点です。これは、高温のオーブンの中に長時間置かれると変性してしまうような敏感な生物学的試薬にとっては大変助かります。また、装置のサイズも小さく、消費電力も少ないです。
ただ一点注意が必要です。電源の安定性を保つことです。電圧の急変は大敵で、フィラメントが予想より早く壊れてしまいます。