高強度超聲波細胞破碎儀使用說明書

Autotune 系列高強度超聲波細胞破碎儀使用說明書

500瓦特機型  750瓦特機型  

目錄

第1節安裝

檢查

電氣要求

安裝超聲波細胞破碎儀

第2節操作

超聲波細胞破碎原理

按鍵、控制鈕、指示燈和接口的功能

使用準備

使用超聲波細胞破碎儀

第3節維修信息

過載情況

設備返修注意事項

操作建議和技術

本說明書所述的超聲波細胞破碎儀選料精良，做工上乘，出廠前經過充分*的檢驗，按本使用說明書所規定的操作規矩行事可以為用戶提供長年的安全可靠的服務。

安全注意事項:

安裝及使用設備前請仔細地閱讀安全注意事項

本系列超聲波細胞破碎儀設計為大程度上保證操作人員的安全。但是設計不能防止不正確使用造成的人身傷害或者財產損壞。為了保證操作人員的人身安全和設備完好使用，必須時刻遵守以下所述的注意事項，在操作設備之前請仔細地閱讀本使用說明，把本使用說明收存好以備隨時參閱。如果使用機器時違反本說明的指導，可能會削弱設計的防護性能。

-確保超聲波細胞破碎儀經過三芯插頭座妥善接地。

-電源部分存在高電壓，除非合格技術人員不得打開機殼。

-打開機殼進行維修前拔下電源線以防止觸電。

-電源部分未連接變換器時不得接通電源開關。

-探頭上不得安裝異物。

-不得觸摸振動的探頭

-不得讓微端頭或者說延長頭在空氣中振動超過10秒鐘以上。

-使用微端頭時，一定保持幅度在40以下。

-不要在螺紋端沒有安裝端頭、延長頭或者微端頭的情況下開動探頭。

-超過100°C的溫度工作時用風冷冷卻變換器。

-操作超聲波細胞破碎儀時建議使用隔音罩或者戴耳朵防護罩。

低表面張力液體、有機溶劑

所有的探頭，包括可以帶可更換端頭的探頭都調諧至特定的共振頻率。如果把端頭從探頭上拆下或者說與探頭的其余部分隔開，探頭就不再共振于該頻率了，電源部分就會失效。低表面張力液體會滲入探頭和可更換的端頭之間的界面，并且把微粒帶進螺紋部中，把振子與探頭隔開。當使用13毫米探頭處理低表面張力液體時，請一定使用固態探頭。

• 安裝

在安裝超聲波細胞破碎儀之前，進行肉眼檢查，是否在運輸過程中發生了破損。丟棄包裝材料之前仔細檢查其中是否夾帶有小物件。

該超聲波細胞破碎儀在出廠前經過仔細包裝和*的檢查。裝貨前承運公司承擔了安全發貨的責任。運輸過程中出現的丟失和損壞應向承運公司理陪。

如果出現損壞，當于收貨日期48小時內與承運公司。不要運行損壞的設備。保留所有的包裝材料以備今后裝運。

電氣要求

電源要求可參閱機后的銘牌。如果保險絲需要更換，請如下處理：

• 確認探頭和/或端頭固定牢靠。
• 用小螺絲刀打開保險絲支架罩。
• 從殼中拉出紅色的保險絲支架。
• 用110、115伏特機器時，更換兩個15安培緩熔1/4’’保險絲，用220、240伏特機器時，更換兩個7.5安培緩熔5x20mm保險絲，
• 連接電源線。

高強度超聲波細胞破碎儀使用說明書安裝

所述的超聲波細胞破碎儀應當安裝在沒有過量灰塵臟物，無易爆氣體及腐蝕性氣體處，環境溫度和濕度不得過高。

• 操作

超聲波細胞破碎儀原理

超聲波細胞破碎儀的電源變換器把50/60赫芝的市電電壓變換成高頻電能。把這種高頻電能輸送到變換器內的壓電換能器，在壓電換能器中轉換成機械振動。探頭加強變換器發出的機械振動，在液體中產生壓力波。這個作用形成成千上萬的微泡（空穴），這些微泡在負壓程時膨脹，而在正壓程時爆聚。這種現象稱為空化作用，它在爆聚點釋放大量的能量，并且在探頭端上產生強大的剪切作用。探頭的端頭越大，可處理的容積越大，但是強度越小。各種探頭的信息請閱下表。

按鍵、控制件、指示件和連接件的功能

9針D形接口各腳連接說明

使用準備

• 確認ON/OFF電源開關置于OFF。
• 把電源線插進電源插座。
• 如果使用選配的腳踏開關，把插頭插入后面板上的插座中。確認插頭插牢和插到位。
• 如果沒有組裝好變換器/探頭組件，見第9頁，并且遵照步驟5、6和7。

• 檢查變換器和探頭或者直微端頭配合表面的清潔度，以及螺桿螺孔的清潔度。檢查螺桿是否擰緊。
• 用手把探頭或者直微端頭組件（由連接器和直端頭組成）組裝到變換器上，用隨機附送的搬手擰牢靠。見第9頁。
• 向探頭上固定可更換端頭、延長器或者錐形的微端頭使用活搬子或者花搬子，參見第9頁。

• 把變換器電纜連接到電源單元上。
• 把變換器、探頭組件安裝在實驗室支架上。只把夾具固定到1/2英寸（63毫米）直徑的變換器殼上。不要把夾具固定到變換器/探頭組件的其它部分上。

（原文第9頁附圖說明）

           拆卸                     擰緊

                 端頭拆卸                   端頭擰緊

注意：不得把錐形微端頭用在連接器上。沒有連接器不要用直端頭。在處理低表面張力液體時不得使用帶螺紋端和可更換的端頭的探頭。

使用超聲波細胞破碎儀

• 用通/斷開關接通電源。開關會發光并且液晶顯示屏顯示超聲波細胞破碎儀的功率，注意事項及以下控制參數。

• 把探頭浸入到樣品中約2英寸（5厘米）。如果使用微端頭，則把探頭浸入到樣品中約1/2英寸（1厘米）。

AMPL.幅度是操作該超聲波細胞破碎儀時必須設定的*參照。對于連續工作，其它兩個控制參數TIME和PULSE不需要設定。 

AMPL.顯示由AMPLITUDE控制鈕設定的，大幅度的百分比，例如75%，按需要設定幅度。但是在使用微端頭時須注意，不得超過40%。 

這時液晶顯示屏顯示

施加超聲波能量請按START按鍵或者踩腳踏開關。停止施加超聲波能量時請按STOP按鍵或者松開腳踏開關。如果必須使用TIME或PULSE功能，請參見第 頁和第  頁。

TIME：使用脈沖模式時，處理時間不同于經歷時間，因為處理時間功能只監視和控制占空周期中的占部分。例如，如果占和空的時間都設定為1秒，1小時的處理時間，經歷時間就是2小時。設定處理時間請按TIME按鍵。液晶顯示屏將顯示：

使用數字鍵按需要設定處理時間：例如：

按

按鍵。液晶顯示屏將顯示：

PULSE:脈沖功能可以抑制樣品中溫度積累，從而能夠以較高的強度對溫度敏感的樣品進行安全的處理。另外，由于脈沖方式在每簇超聲波后使材料返回探頭之下而提高處理效果。脈沖占（ON）和空（OFF）時間可以獨立地設定，范圍是0.1秒至9.9秒。在空的時間部分PULSE按鍵上的紅色指示燈發光。如果一個周期的空的時間部分超過兩秒，液晶顯示屏上顯示出-CAUTION-PROBE ON STANDBY字樣提醒操作者不要觸摸超聲波探頭。按PULSE按鍵設定脈定時器。液晶顯示屏將顯示：

使用數字鍵按需要設定周期的占部分：例如：

使用數字鍵按需要設定周期的空部分：例如：

按

按鍵。液晶顯示屏將顯示：

• 維修保養信息

過載情況

保險絲在不正確使用時對該超聲波細胞破碎儀提供保護。如果保險絲斷了，請如下處理：

1.確認探頭和/或端頭固定牢靠。

2.檢查及更換保險絲。

3.把AMPLITUDE控制鈕設定到50。把探頭放在空氣中（在樣品外），功率表讀數應當是低于20瓦特。如果超過了20瓦特，把電源通/斷開關拔至OFF，從變換器上拆卸下探頭。

4. 把電源通/斷開關拔回至ON。如果功率表讀數低于20瓦特要么是探頭壞了，要么由于過度空蝕而失諧，應當更換。

設備返修注意事項

我們提議把需要修理的超聲波細胞破碎儀送回原廠。

為了得到及時的服務，請在送回儀器前與工廠。信中請注明購買日期、型號和系列號。保修之外的機器，應當提交定單以免不必要的延誤。仔細包裝以免運輸途中損壞。應當把要修理的機器寄往維修部，并預付所有往返運輸費用，請注明發還裝運的方法。

超聲波細胞破碎儀應當連同其變換器和探頭一起返廠。

操作建議和技術

破碎細胞

單細胞有機體（微生物）含有半透性堅韌的細胞外壁，包圍原漿（細胞）膜和細胞質。細胞質由核酸、蛋白、碳水化合物、脂質、酶、有機離子、維生素、色素、包涵體，以及80％的水組成。要從細胞內分離和提取任何這些成分，必須破碎細胞壁和原漿膜。有時細胞可以泌出所需要的物質，但是，在多數情況下，必須用超聲波破碎細胞壁才可以放出這些物質。

微生物對超聲波分解的靈敏度大不相同。例如，容易分解的是桿狀的（桿菌），而球形微生物（球菌）要難于分解得多的。分枝桿菌屬特別難于破碎，結核菌就是其中之一種。一般地說，動物細胞比植物細胞易于分解，紅血球比肌細胞要易于分解得多，因為紅細胞沒有保護性的細胞壁。

典型地，在超聲波處理時，樣品中的分子運動一般地會引起溫度上升，特別是在容積較小的情況下是這樣的。因為高溫降低空化作用，應當盡可能地保持樣品低溫，是剛好在冰點之上。這可以通過把樣品浸入在冰鹽水浴中達到。還可以通過使用脈動超聲波，也就是說主樣品承受幾個短的超聲波簇，使溫升小化。

可以通過增加液壓（典型地15-60psi）和增加粘度的方法促進細胞破碎。處理微生物時，加入0.05至0.5毫米直徑的玻璃珠，由于集中空化釋放的能量，也因為物理碾壓作用，可以促進細胞破碎。在破碎孢子和酵母菌時，玻璃珠幾乎是前提條件。較好的比例是一體積玻璃珠，兩個體積液體。玻璃珠可以從Catatphote, Inc. P.O. Box 2369, Jackson, Mississippi 39225-2369 USA 購買，是（800）221-2574，或者（601）939-4612，電傳為（601）932-5339，或從Jayco Inc., 675 Rahway Ave., Union, NJ 07083USA購買，是（908）688-3600，電傳是（908）688-6060，也可以從Sigmund Lindner Gmbh. P.O. Box 29. D-95483 Warmensteinach, Germany購買，是（49）0927799410，電傳（49）0927799499。

革蘭氏陰性細菌一般需要10至15分鐘處理，而球菌需要20至30分鐘。

在處理難破碎的細胞時用溶菌酶之類的酶進行預處理比較好。有人把蝸牛酶成功地用于酵母、溶葡球菌酶成功地用于葡萄球菌、膠原蛋白酶成功地用于皮膚和軟骨，還把透明酯酸胰蛋白酶成功地用于肝和腎。

如果不能夠使用酶，可以考慮以下的處理過程：在-70?C把樣品冷凍過夜，在剛要進行超聲波破碎前溶成冰水。

只要有可能，應當把組織切得非常細小使之能夠在水中移動。皮膚及肌肉之類的堅韌組織應當先用攪切機之類的均漿10秒鐘，并且在超聲波處理時封閉裝在小容器中。如果對實驗沒有損害也可以采用冷凍后再磨碎的方法。如果希望不破壞亞細胞顆粒，應當把幅度設置得較低，而把處理時間相應地延長。

把樣品插入至樣品表面以下足夠地深，以抑制氣溶現象或者發泡現象。發泡可能會嚴重地降低空化作用并且可造成蛋白質變性。在沒有起泡現象的低功率設定下進行的處理比有起泡現象的高功率設定下進行的處理有效得多。降低功率，延長時間，使用較小的容器，以及降低液體的溫度一般可以防止氣溶現象和發泡現象。不要使用抗泡沫劑或者表面活性劑。

在空化時會形成自由基，如果任其積累，會與蛋白質、多糖及核酸反應嚴重地影響樣品。盡管在短的處理時間一般不把自由基的形成看成問題，但是長時間的處理時添加自由基清除物，諸如N2O、半胱氨酸、還原谷胱甘肽、二硫蘇糖醇或者其它SH化合物之類的，可能是有益的。用氦氣及氫氣之類的保防護性環境飽和樣品或者在樣品中投入小塊干冰一般地會抑制自由基的形成。

尤其在研究sulpdhydril（原文拼錯，此化學名詞詞根全不對）酶時，氧化問題是很重要的。這可以部分地用自由基捕捉劑諸如半胱氨酸、還原谷胱甘肽或者類似物質解決，或者由惰性氣體環境隔離部分地解決。盡管需要氣體進行有效的細胞破碎，但是氣體相不必需是氧或者空氣，因為除二氧化碳之外，所有的氣體都可以在細胞破碎上起良好作用。使用空氣密封室能夠利用氦氣或者氮氣進行提取。迫使惰性氣體通過液體也可以降低需氧的氧化作用。

因為大的能量密度剛好在探頭下面，必須把樣品盡可能地靠近端頭。液體容易處理，因為自由運動的細胞反復地在探頭下面循環。然而固體易于被超聲波排開，應當放在大得足以容下探頭，卻小得足以限制樣品移動的容器中。對于小的樣品使用圓錐形試管。盡管塑料管就行，但是玻璃管或者不銹鋼管通常比塑料管更加有效。

聽任樣品與容器接觸會降低功率輸出，并且使細玻璃粒進入液體中。盡管這些玻璃粒不會對樣品的化學成分產生不利的影響，但是在離心時會形成薄薄的灰色層。如果探頭必須與固體樣品接觸，請使用切成70毫米長的20毫米直徑不銹鋼管。不要用玻璃管。微端頭只能與液接觸，不得與其它物體接觸，因為在接觸點產生的應力會引起微端頭破裂。盡管大的探頭與處理容器接觸時不會破裂，但是會造成容器破裂。

在每次使用前，把探頭端頭放在水或者酒精中并且通電源數秒以去除殘余物。

如果擔心由于粘連出現樣品留在試管中的現象，如下硅處理試管：*清洗和干燥試管，涂復硅酮,然后風干。西格瑪化學公司制造的“Sigmacote”理想地適用于此，購貨地址是3050 Spruce Street, St. Louis, Missouri 63103,U.SA.,(314)771-5756。

探頭可以用高壓蒸鍋消毒，也可以浸入開水中消毒，也可以用消毒滅菌劑消毒。

高粘度和高濃度會有困難。5,000CPS和15％的濃度可以當作極限。如果樣品濃稠得不易傾倒或者不易流動，就太稠了不適于用超聲波處理。請使用空氣密封室處理致病性或者生物危害性的材料。

使用連續流動室大的容量。在處理溫度敏感樣品時，用浸入鹽冰浴中的螺旋管包圍樣品以減少溫度的上升。

用杯狀振頭處理致病性、有放射性，以及有生物危害性的材料，進行*地隔離，不使探頭進入。

因為塑料管易于吸振，在用杯狀振頭進行處理時使用不銹鋼管或者玻璃管。加速處理可以在樣品中加入玻璃珠。如果希望可以在杯狀振頭中加入碎冰優化冷卻作用。