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(jié)安裝

檢查

電氣要求

安裝超聲波細胞破碎儀

第2節(jié)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(jié)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(jīng)過充分*的檢驗，按本使用說明書所規(guī)定的操作規(guī)矩行事可以為用戶提供長年的安全可靠的服務。

高強度超聲波細胞破碎儀使用說明書

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zui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(chǎn)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(jīng)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(diào)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(tài)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(fā)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(jīng)過仔細包裝和*的檢查。裝貨前承運公司承擔了安全發(fā)貨的責任。運輸過程中出現(xiàn)的丟失和損壞應向承運公司理陪。

如果出現(xiàn)損壞，當于收貨日期48小時內(nèi)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。

超聲波細胞破碎儀安裝

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(huán)境溫度和濕度不得過高。

• 操作

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(nèi)的壓電換能器，在壓電換能器中轉(zhuǎn)換成機械振動。探頭加強變換器發(fā)出的機械振動，在液體中產(chǎn)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(xiàn)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(chǎn)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(fā)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(shù)。

• 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(xù)工作，其它兩個控制參數(shù)TIME和PULSE不需要設定。 

AMPL.顯示由AMPLITUDE控制鈕設定的，zui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(jīng)歷時間，因為處理時間功能只監(jiān)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(jīng)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(shù)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(fā)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(shù)字鍵按需要設定周期的占部分：例如：

使用數(shù)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(yǎng)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(shù)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(shù)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(fā)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(zhì)。細胞質(zhì)由核酸、蛋白、碳水化合物、脂質(zhì)、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(nèi)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(zhì)，但是，在多數(shù)情況下，必須用超聲波破碎細胞壁才可以放出這些物質(zhì)。

微生物對超聲波分解的靈敏度大不相同。例如，zui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zui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，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(xiàn)象或者發(fā)泡現(xiàn)象。發(fā)泡可能會嚴重地降低空化作用并且可造成蛋白質(zhì)變性。在沒有起泡現(xiàn)象的低功率設定下進行的處理比有起泡現(xiàn)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(xiàn)象和發(fā)泡現(xiàn)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(zhì)、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(huán)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(zhì)解決，或者由惰性氣體環(huán)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zui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(huán)。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。對于小的樣品推薦使用圓錐形試管。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(chǎn)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(chǎn)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(shù)秒以去除殘余物。

如果擔心由于粘連出現(xiàn)樣品留在試管中的現(xiàn)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(xù)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(yōu)化冷卻作用。