在實(shí)驗(yàn)室的樣品前處理過程中，高效、精準(zhǔn)的均質(zhì)與破碎技術(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果至關(guān)重要，而TOMY超聲波均質(zhì)機(jī)UDS-200正是這一領(lǐng)域者。

超聲波均質(zhì)技術(shù)已成為現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)室的工具，它在細(xì)胞破碎、樣品均質(zhì)和納米材料分散等領(lǐng)域發(fā)揮著關(guān)鍵作用。日本TOMY（湯米精工）推出的UDS-200超聲波均質(zhì)機(jī)，以其的性能、穩(wěn)定的輸出和廣泛的應(yīng)用性，在科研和工業(yè)領(lǐng)域獲得了高度認(rèn)可。

01 工作原理：超聲波能量的精密控制

TOMY UDS-200的核心技術(shù)基于超聲波空化效應(yīng)，通過將高頻電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械振動(dòng)，實(shí)現(xiàn)樣品的均質(zhì)、破碎和分散。

當(dāng)超聲波探頭（變幅桿）在液體中產(chǎn)生20±1kHz的高頻振動(dòng)時(shí)，液體中的微氣泡迅速形成、生長(zhǎng)并瞬間崩潰，這一過程稱為空化效應(yīng)。空化作用會(huì)產(chǎn)生局部高的溫度（約5000K）和壓力（約1000atm），同時(shí)伴隨強(qiáng)烈的沖擊波和微射流。

這些物理力量能夠有效地打破細(xì)胞壁、分散團(tuán)聚顆粒，并加速物質(zhì)傳遞，從而實(shí)現(xiàn)樣品的均質(zhì)化處理。UDS-200采用PLL自動(dòng)跟蹤方式，能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出頻率，確保設(shè)備始終在最佳諧振狀態(tài)下工作，提供穩(wěn)定的能量輸出。

02 設(shè)備特點(diǎn)與技術(shù)優(yōu)勢(shì)

UDS-200在設(shè)計(jì)上充分考慮了實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用的多樣性和操作便捷性，具有多項(xiàng)突出特點(diǎn)。

精確的功率控制是UDS-200的一大亮點(diǎn)。設(shè)備提供10%至100%的寬范圍功率調(diào)節(jié)，用戶可以根據(jù)不同樣品的特性精確調(diào)整輸出能量，避免因能量過高導(dǎo)致樣品變性或能量不足造成處理不充分。

靈活的時(shí)間設(shè)置功能使設(shè)備能夠滿足不同處理時(shí)間的需求。運(yùn)行時(shí)間可以在1秒至99分59秒之間自由設(shè)置，既適合短時(shí)間的快速處理，也能滿足長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作的要求。

廣泛的樣品適應(yīng)性使UDS-200能夠處理液體、固體、粉末、粘稠液體、漿料等多種物料類型，處理量從10毫升到1000毫升不等，覆蓋了大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用范圍。

智能溫控保護(hù)系統(tǒng)也是UDS-200的重要特性。長(zhǎng)時(shí)間的超聲處理會(huì)導(dǎo)致樣品溫度升高，可能影響熱敏性樣品的穩(wěn)定性。設(shè)備通過智能溫控系統(tǒng)有效管理溫度變化，確保樣品在處理過程中保持活性。

03 主要技術(shù)參數(shù)

為了全面了解UDS-200的性能，以下是其主要技術(shù)參數(shù)：

04 應(yīng)用領(lǐng)域與實(shí)驗(yàn)方案

UDS-200的應(yīng)用范圍極為廣泛，從生物醫(yī)學(xué)到材料科學(xué)，多個(gè)領(lǐng)域都能見到它的身影。

生物醫(yī)學(xué)研究

在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，UDS-200被廣泛用于細(xì)胞破碎和細(xì)胞器提取。和提到，研究人員使用UDS-200處理HepG2細(xì)胞，進(jìn)行膽固醇定量分析，以及制備乳酸桿菌細(xì)胞壁提取物（LCWE）。

實(shí)驗(yàn)方案通常包括：將細(xì)胞懸浮在適當(dāng)?shù)木彌_液中，使用UDS-200在冰浴條件下進(jìn)行間歇式超聲（如工作15秒），以防止樣品過熱，然后離心收集上清液用于后續(xù)分析。

納米材料制備

在納米技術(shù)領(lǐng)域，UDS-200可用于單壁碳納米管（SWNT）的分散和處理。

具體操作流程如：將SWNTs加入到表面活性劑溶液（如0.5%的SDBS水溶液）中，先使用水浴超聲預(yù)處理1小時(shí)，再用UDS-200探頭超聲處理20分鐘，最終獲得均勻的分散液，用于制備純凈的SWNT薄膜。

蛋白質(zhì)化學(xué)研究

UDS-200在蛋白質(zhì)提取和純化方面也有重要應(yīng)用。展示了其在重組PoPYR4蛋白純化過程中的使用：將細(xì)胞重懸于提取緩沖液后，使用UDS-200進(jìn)行超聲破碎，然后離心獲取上清液進(jìn)行進(jìn)一步的純化步驟。

化學(xué)分析樣品前處理

在分析化學(xué)領(lǐng)域，UDS-200可用于各種樣品的均質(zhì)化和萃取。提到，超聲波技術(shù)可用于萃取紡織品中的有機(jī)鹵化物、輔助萃取中藥有效成分，以及使各種顆粒藥劑充分?jǐn)U散提取。

05 操作指南與注意事項(xiàng)

正確的操作方法是確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果可靠性和設(shè)備長(zhǎng)久使用壽命的關(guān)鍵。

樣品準(zhǔn)備階段，需將樣品置于適當(dāng)?shù)娜萜髦?，保證總體積在10-1000毫升之間。對(duì)于易產(chǎn)生泡沫的樣品，建議選擇稍大的容器體積。同時(shí)，根據(jù)樣品特性選擇合適的超聲探頭。

參數(shù)設(shè)置應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求確定。對(duì)于敏感樣品，建議從低功率開始嘗試（如30-50%），根據(jù)效果逐步增加。時(shí)間設(shè)置則需根據(jù)樣品量和耐受性決定，對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，建議采用脈沖模式（如工作5秒，暫停2秒）以防過熱。

安全操作方面，建議佩戴聽力保護(hù)裝置，因?yàn)槌暡ㄟ\(yùn)行可能產(chǎn)生噪音。在處理生物樣品時(shí)，應(yīng)在生物安全柜內(nèi)操作，避免氣溶膠污染。同時(shí)，使用絕緣手套拿取容器，防止超聲能量傳導(dǎo)造成不適。

設(shè)備維護(hù)也不容忽視。每次使用后應(yīng)及時(shí)清潔探頭，避免樣品殘留。定期檢查探頭磨損情況，如發(fā)現(xiàn)腐蝕或損壞應(yīng)及時(shí)更換。長(zhǎng)期不使用時(shí)，建議將設(shè)備清潔后存放于干燥環(huán)境。

06 與傳統(tǒng)方法的比較優(yōu)勢(shì)

與傳統(tǒng)均質(zhì)方法相比，UDS-200展現(xiàn)出多方面的優(yōu)勢(shì)。

與機(jī)械攪拌相比，超聲波均質(zhì)能夠產(chǎn)生更小的顆粒尺寸和更均勻的分布。機(jī)械攪拌通常只能達(dá)到微米級(jí)分散，而超聲波均質(zhì)可實(shí)現(xiàn)納米級(jí)分散。

與高壓均質(zhì)相比，UDS-200具有樣品需要量少、操作簡(jiǎn)便和清洗方便的特點(diǎn)。高壓均質(zhì)機(jī)通常需要較大樣品量，且設(shè)備清洗復(fù)雜，而UDS-200僅需10毫升即可開始工作，探頭也易于清洗。

與研磨法相比，超聲波處理交叉污染風(fēng)險(xiǎn)低，因?yàn)檎麄€(gè)過程在封閉容器中進(jìn)行，無需引入研磨珠等外來物。同時(shí)，溫度控制更為精確，避免了樣品因高溫而降解。

07 故障排除與常見問題

在實(shí)際使用過程中，可能會(huì)遇到一些常見問題，以下是相應(yīng)的解決方案。

功率輸出不穩(wěn)定可能是由于探頭未浸沒或樣品粘度過高導(dǎo)致。應(yīng)確保探頭浸入深度適當(dāng)（通常距容器底部1-2厘米），對(duì)于高粘度樣品，可適當(dāng)稀釋或增加功率。

樣品溫度升高過快可通過采用間歇脈沖模式處理，并在樣品周圍使用冰水浴冷卻。另外，檢查是否功率設(shè)置過高，適當(dāng)降低輸出功率。

處理效果不佳可能是由于功率設(shè)置不足或時(shí)間過短?？芍鸩教岣吖β试O(shè)置，延長(zhǎng)處理時(shí)間，或嘗試分多次處理，中間暫停冷卻樣品。

探頭異常振動(dòng)或噪音可能是由于探頭磨損或損壞，應(yīng)檢查并及時(shí)更換。同時(shí)確認(rèn)探頭安裝是否牢固，固定裝置是否松動(dòng)。

TOMY超聲波均質(zhì)機(jī)UDS-200憑借其精密控制的超聲波能量、廣泛的應(yīng)用適應(yīng)性和用戶友好的設(shè)計(jì)，成為了實(shí)驗(yàn)室樣品前處理的理想選擇。無論是細(xì)胞破碎、納米材料分散還是樣品均質(zhì)，UDS-200都能提供可靠、重復(fù)性高的結(jié)果。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，超聲波處理技術(shù)將在更多領(lǐng)域展現(xiàn)其價(jià)值，而TOMY UDS-200作為這一領(lǐng)域的優(yōu)秀代表，將繼續(xù)為科研工作者提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持，助力科學(xué)發(fā)現(xiàn)和技術(shù)創(chuàng)新。