超聲波細胞破碎機是一種利用高頻超聲波空化效應(yīng)實現(xiàn)細胞裂解、組織勻漿、納米材料分散及核酸剪切的實驗室通用設(shè)備,廣泛應(yīng)用于生物化學(xué)、分子生物學(xué)、微生物學(xué)、制藥工程和材料科學(xué)等領(lǐng)域。其核心功能是通過高強度超聲能量破壞細胞膜或細胞壁結(jié)構(gòu),釋放胞內(nèi)蛋白、DNA、RNA、酶或其他活性成分,為后續(xù)提取、純化與分析提供均一、高效的樣品前處理。
該設(shè)備主要由超聲波發(fā)生器、換能器(壓電陶瓷組件)、變幅桿(探頭)及樣品處理容器組成。工作時,發(fā)生器將電能轉(zhuǎn)換為20–50 kHz的高頻電信號,驅(qū)動換能器產(chǎn)生機械振動,經(jīng)變幅桿放大后傳遞至液體樣品中。在超聲作用下,液體內(nèi)部形成大量微小氣泡(空化泡),這些氣泡迅速生長并瞬間崩塌,產(chǎn)生局部高溫(約5000 K)、高壓(約1000 atm)和強烈沖擊波,從而高效破碎細胞或打散團聚顆粒。
一、日常清潔
外殼清潔
每次使用后,用干凈柔軟的濕布擦拭儀器外殼,去除灰塵和污漬。頑固污漬可使用少量溫和清潔劑,但需避免清潔劑進入儀器內(nèi)部。清潔后用干布擦干,防止水分殘留。
探頭清潔
使用后立即清潔:探頭直接接觸樣品,易殘留細胞碎片、蛋白質(zhì)等物質(zhì)。每次使用后,將探頭從儀器上取下,用清水沖洗,然后浸泡在含有適量去污劑的溶液中15-30分鐘。浸泡后用軟毛刷輕輕刷洗探頭表面,再用大量清水沖洗干凈,確保無清洗液殘留。最后用干凈軟布擦干或自然晾干后再安裝回儀器。
定期深度清潔:每3個月進行一次徹d清潔,去除探頭表面頑固殘留物。
特殊處理:若探頭端使用一段時間后出現(xiàn)蜂窩狀或空化腐蝕導(dǎo)致的毛糙,需用油石或銼刀輕輕銼平,否則會影響破碎效果。
樣品容器清潔
玻璃容器:用洗滌劑清洗后,用大量清水沖洗,再用蒸餾水潤洗一遍,倒置晾干。
塑料容器:根據(jù)材質(zhì)選擇合適的清潔劑,避免損壞容器,清洗后充分晾干,防止滋生細菌或殘留雜質(zhì)影響下次使用。
二、部件維護
探頭磨損檢查
每月檢查探頭表面是否有磨損、劃痕或腐蝕跡象。若發(fā)現(xiàn)明顯損壞,應(yīng)及時更換,以保證超聲波傳遞效率和破碎效果。
變幅桿處理
變幅桿屬于耗材,使用一段時間后表面可能因空化腐蝕變得凹凸不平。此時可用銼刀銼平,否則會影響工作效果。
根據(jù)變幅桿規(guī)格(如Φ2、Φ3、Φ6等)和樣品量選擇合適的功率,避免變幅桿過載斷裂。例如,使用Φ2、Φ3或Φ6變幅桿時,應(yīng)把功率開得小些。
換能器清潔
換能器是超聲波破碎儀的核心部件,需定期清潔。用軟毛刷輕輕刷洗換能器表面,然后用清水沖洗干凈,避免用硬物刮擦,以免損傷設(shè)備。
耦合劑更換
耦合劑是超聲波傳遞的介質(zhì),需定期更換。根據(jù)使用情況,每隔一段時間更換新的耦合劑,以保證超聲波有效傳遞。
螺絲緊固
定期檢查設(shè)備各部件的螺絲是否松動,如有松動應(yīng)及時緊固,防止振動阻抗增加,降低破碎效率并產(chǎn)生噪音。
三、環(huán)境控制
存放環(huán)境
儀器應(yīng)存放在溫度適宜(10-30℃)、濕度相對穩(wěn)定(40%-60%)的環(huán)境中。過高或過低的溫度和濕度可能對電子元件、探頭等部件造成損害。
使用空調(diào)和除濕機控制存放環(huán)境的溫度和濕度,避免陽光直射和強磁場干擾。陽光直射可能使儀器外殼老化,強磁場可能干擾電氣系統(tǒng),導(dǎo)致工作異常。
通風(fēng)要求
確保儀器周圍通風(fēng)良好,散熱孔不被遮擋。超聲破碎過程中換能器會產(chǎn)生大量熱量,若通風(fēng)不良,可能導(dǎo)致儀器內(nèi)部溫度過高,影響性能和使用壽命。
四、操作規(guī)范
避免空載開機
嚴(yán)禁在變幅桿未插入液體內(nèi)時開機,否則會損壞換能器或超聲波發(fā)生器。
功率與時間設(shè)置
根據(jù)樣品類型和實驗需求選擇合適的輸出功率、工作間隙時間和工作次數(shù)。儀器輸出功率較大,應(yīng)避免長時間高負荷運行,防止變幅桿過載斷裂。
建議采用短時間(每次不超過5秒)的多次破碎,如工作1-2秒,間隙1-2秒,并可外加冰浴冷卻,防止液體發(fā)熱導(dǎo)致樣品損傷或?qū)嶒灲Y(jié)果偏差。
溫度控制
溫度保護設(shè)置點應(yīng)比室溫或樣品溫度高5℃以上。當(dāng)發(fā)生溫度保護時,可按SET鍵4秒以上重新設(shè)置保護值;設(shè)錯溫度時也可按SET鍵4秒以上復(fù)位。
在超聲破碎時,可通過外接冰浴或使用制冷裝置等方式降低樣品溫度,防止因溫度過高導(dǎo)致樣品損傷或?qū)嶒灲Y(jié)果偏差。
接地保護
使用儀器時應(yīng)有良好的接地,防止觸電事故發(fā)生。
五、定期檢查
電源線和插頭檢查
定期查看電源線是否有破損、老化現(xiàn)象,插頭是否接觸良好。若發(fā)現(xiàn)電源線損壞,應(yīng)立即更換,避免觸電危險。同時確保插頭插入插座時穩(wěn)固,防止松動引起儀器工作異常。
冷卻系統(tǒng)檢查
定期檢查冷卻系統(tǒng)的運行情況,如有異常應(yīng)及時處理。對于采用風(fēng)冷的儀器,需定期(每季度一次)清理風(fēng)扇葉片和通風(fēng)口的灰塵,確保通風(fēng)良好,防止灰塵堆積影響散熱效率。
溫度傳感器檢查
溫度傳感器是冷卻系統(tǒng)的重要組成部分,用于監(jiān)測儀器和樣品的溫度。定期檢查溫度傳感器的準(zhǔn)確性,可使用標(biāo)準(zhǔn)溫度計進行對比測試。若發(fā)現(xiàn)讀數(shù)不準(zhǔn)確,應(yīng)及時校準(zhǔn)或更換。
儀器參數(shù)校準(zhǔn)
為保證儀器的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性,建議每半年或一年對超聲波細胞破碎儀的參數(shù)進行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)過程需使用專業(yè)校準(zhǔn)設(shè)備,按照制造商提供的校準(zhǔn)方法操作,主要校準(zhǔn)參數(shù)包括超聲波的頻率、功率等。
六、存放管理
長期停用處理
當(dāng)設(shè)備長時間不使用或需要搬運時,應(yīng)關(guān)閉電源,清潔探頭并干燥后存放于專用盒中,避免碰撞。主機斷電,覆蓋防塵罩,防止灰塵積累。
定期通電檢查
定期對設(shè)備進行通電檢查,確保設(shè)備在存放期間保持良好的狀態(tài)。
七、故障處理
初步排查
若設(shè)備出現(xiàn)故障,先檢查電源、插頭等外部部件是否正常。
專業(yè)維修
若設(shè)備無法啟動或運行不穩(wěn)定,可能是內(nèi)部電路或機械部件出現(xiàn)問題,此時應(yīng)立即關(guān)閉電源,并聯(lián)系專業(yè)維修人員進行檢修,避免盲目拆卸導(dǎo)致故障擴大。
