超声波细胞破碎机是一种利用高频超声波空化效应实现细胞裂解、组织匀浆、纳米材料分散及核酸剪切的实验室通用设备,广泛应用于生物化学、分子生物学、微生物学、制药工程和材料科学等领域。其核心功能是通过高强度超声能量破坏细胞膜或细胞壁结构,释放胞内蛋白、DNA、RNA、酶或其他活性成分,为后续提取、纯化与分析提供均一、高效的样品前处理。
该设备主要由超声波发生器、换能器(压电陶瓷组件)、变幅杆(探头)及样品处理容器组成。工作时,发生器将电能转换为20–50 kHz的高频电信号,驱动换能器产生机械振动,经变幅杆放大后传递至液体样品中。在超声作用下,液体内部形成大量微小气泡(空化泡),这些气泡迅速生长并瞬间崩塌,产生局部高温(约5000 K)、高压(约1000 atm)和强烈冲击波,从而高效破碎细胞或打散团聚颗粒。
一、日常清洁
外壳清洁
每次使用后,用干净柔软的湿布擦拭仪器外壳,去除灰尘和污渍。顽固污渍可使用少量温和清洁剂,但需避免清洁剂进入仪器内部。清洁后用干布擦干,防止水分残留。
探头清洁
使用后立即清洁:探头直接接触样品,易残留细胞碎片、蛋白质等物质。每次使用后,将探头从仪器上取下,用清水冲洗,然后浸泡在含有适量去污剂的溶液中15-30分钟。浸泡后用软毛刷轻轻刷洗探头表面,再用大量清水冲洗干净,确保无清洗液残留。最后用干净软布擦干或自然晾干后再安装回仪器。
定期深度清洁:每3个月进行一次彻d清洁,去除探头表面顽固残留物。
特殊处理:若探头端使用一段时间后出现蜂窝状或空化腐蚀导致的毛糙,需用油石或锉刀轻轻锉平,否则会影响破碎效果。
样品容器清洁
玻璃容器:用洗涤剂清洗后,用大量清水冲洗,再用蒸馏水润洗一遍,倒置晾干。
塑料容器:根据材质选择合适的清洁剂,避免损坏容器,清洗后充分晾干,防止滋生细菌或残留杂质影响下次使用。
二、部件维护
探头磨损检查
每月检查探头表面是否有磨损、划痕或腐蚀迹象。若发现明显损坏,应及时更换,以保证超声波传递效率和破碎效果。
变幅杆处理
变幅杆属于耗材,使用一段时间后表面可能因空化腐蚀变得凹凸不平。此时可用锉刀锉平,否则会影响工作效果。
根据变幅杆规格(如Φ2、Φ3、Φ6等)和样品量选择合适的功率,避免变幅杆过载断裂。例如,使用Φ2、Φ3或Φ6变幅杆时,应把功率开得小些。
换能器清洁
换能器是超声波破碎仪的核心部件,需定期清洁。用软毛刷轻轻刷洗换能器表面,然后用清水冲洗干净,避免用硬物刮擦,以免损伤设备。
耦合剂更换
耦合剂是超声波传递的介质,需定期更换。根据使用情况,每隔一段时间更换新的耦合剂,以保证超声波有效传递。
螺丝紧固
定期检查设备各部件的螺丝是否松动,如有松动应及时紧固,防止振动阻抗增加,降低破碎效率并产生噪音。
三、环境控制
存放环境
仪器应存放在温度适宜(10-30℃)、湿度相对稳定(40%-60%)的环境中。过高或过低的温度和湿度可能对电子元件、探头等部件造成损害。
使用空调和除湿机控制存放环境的温度和湿度,避免阳光直射和强磁场干扰。阳光直射可能使仪器外壳老化,强磁场可能干扰电气系统,导致工作异常。
通风要求
确保仪器周围通风良好,散热孔不被遮挡。超声破碎过程中换能器会产生大量热量,若通风不良,可能导致仪器内部温度过高,影响性能和使用寿命。
四、操作规范
避免空载开机
严禁在变幅杆未插入液体内时开机,否则会损坏换能器或超声波发生器。
功率与时间设置
根据样品类型和实验需求选择合适的输出功率、工作间隙时间和工作次数。仪器输出功率较大,应避免长时间高负荷运行,防止变幅杆过载断裂。
建议采用短时间(每次不超过5秒)的多次破碎,如工作1-2秒,间隙1-2秒,并可外加冰浴冷却,防止液体发热导致样品损伤或实验结果偏差。
温度控制
温度保护设置点应比室温或样品温度高5℃以上。当发生温度保护时,可按SET键4秒以上重新设置保护值;设错温度时也可按SET键4秒以上复位。
在超声破碎时,可通过外接冰浴或使用制冷装置等方式降低样品温度,防止因温度过高导致样品损伤或实验结果偏差。
接地保护
使用仪器时应有良好的接地,防止触电事故发生。
五、定期检查
电源线和插头检查
定期查看电源线是否有破损、老化现象,插头是否接触良好。若发现电源线损坏,应立即更换,避免触电危险。同时确保插头插入插座时稳固,防止松动引起仪器工作异常。
冷却系统检查
定期检查冷却系统的运行情况,如有异常应及时处理。对于采用风冷的仪器,需定期(每季度一次)清理风扇叶片和通风口的灰尘,确保通风良好,防止灰尘堆积影响散热效率。
温度传感器检查
温度传感器是冷却系统的重要组成部分,用于监测仪器和样品的温度。定期检查温度传感器的准确性,可使用标准温度计进行对比测试。若发现读数不准确,应及时校准或更换。
仪器参数校准
为保证仪器的准确性和稳定性,建议每半年或一年对超声波细胞破碎仪的参数进行校准。校准过程需使用专业校准设备,按照制造商提供的校准方法操作,主要校准参数包括超声波的频率、功率等。
六、存放管理
长期停用处理
当设备长时间不使用或需要搬运时,应关闭电源,清洁探头并干燥后存放于专用盒中,避免碰撞。主机断电,覆盖防尘罩,防止灰尘积累。
定期通电检查
定期对设备进行通电检查,确保设备在存放期间保持良好的状态。
七、故障处理
初步排查
若设备出现故障,先检查电源、插头等外部部件是否正常。
专业维修
若设备无法启动或运行不稳定,可能是内部电路或机械部件出现问题,此时应立即关闭电源,并联系专业维修人员进行检修,避免盲目拆卸导致故障扩大。
