
圖片作者: ChatGPT
攪拌棒,只要有轉,就好了吧?
幾乎每個做過實驗的人都用過攪拌子(stir bar)。它的正確名稱應該是「磁力攪拌子」(magnetic stirrer bar)。小小的攪拌子,放進反應瓶裡,啟動磁力攪拌器,看著它開始忙碌的轉動;感覺只要它能旋轉,我們就安心地以為實驗條件是「一致」的。
但俄羅斯科學院的研究團隊指出:這個想當然耳,可能正是導致實驗結果無法重現的元兇。
這不是什麼高端設備的故障,而是你我日常最常用、最平凡不過的工具──磁力攪拌器本身就有問題。
實驗做不出來,不一定是你的錯
這篇論文實驗設計非常簡單:把一模一樣的反應液分裝到好幾個瓶子中,放在同一台磁力攪拌器上,讓攪拌子在不同的位置觀察反應進行的情形。結果卻大大出乎意料:
- 攪拌子放在中心位置的瓶子反應最快,產物最多,顆粒最小;
- 攪拌子放在靠邊緣的瓶子,因為攪拌子常常跳動或停轉,導致反應慢、顆粒大;
- 如果使用碳奈米管作為載體時,還會因為攪拌棒刮瓶壁把材料磨碎,影響催化活性!
這種位置差異在奈米材料合成、催化反應,甚至有機合成中都會造成可觀的偏差。有時候甚至同一台機器、同一批溶液、同一批試劑,結果也能差一倍以上。
不是瑣碎,是關鍵!
更讓人驚訝的是,這些問題在許多研究中完全沒有被記錄:你有看過哪篇論文會寫「攪拌棒尺寸」、「放在磁力攪拌器的哪個位置」、「是否穩定旋轉」、「旋轉速度」嗎?幾乎沒有。
研究團隊指出,這種「攪拌子變因」會導致:
- 實驗結果不穩定(無法重做出一樣的結果)
- 金屬微粒殘留導致「假陽性」反應(phantom reactivity)
- 玻璃瓶刮傷後污染下次實驗
所有這些都不是細節,而是再現性危機(reproducibility crisis)的真實例證。
解方:不需多高科技,而是要看你多細心
研究團隊提出的解方,其實也不難:
- 最終實驗結果必須以使用放在中心(綠區)的單一瓶測得
- 同步實驗可以用來篩選條件,但要以「中心區結果」為準
- 實驗報告應標註:攪拌器型號、攪拌子形狀與長度、反應瓶大小與位置
甚至他們還建議:用鐵粉或鎳粉讓磁場可視化,標出磁力攪拌器的「綠區」(穩定攪拌)、黃區(次佳)、紅區(容易失敗)位置,並由廠商標示在設備上。
結論:你以為的常識,可能剛好錯得最徹底
攪拌子要放中間,並不是什麼了不起的學問,但正因為「大家都覺得這是常識」,所以從來沒人想過要檢查它是不是真的一致。
這篇論文給我們一記提醒:不是所有會轉的攪拌子,都真的在幫你攪拌。
研究團隊主要做的是化學合成,所以攪拌子能不能好好工作,對他們非常重要;雖然生醫方面的研究通常都只是用攪拌子來製備溶液,但是我想到有些同事會用太大或太小的攪拌子,不知道會不會影響到溶液的品質、影響實驗結果呢?
參考文獻:
Cherepanova et al., JACS Au, 2025