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| 品牌Hielscher | 有效期至长期有效 | 最后更新2025-07-02 11:12 |
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Hielscher UP200St 实验室超声波处理器：科研与工业前处理的精密核心
在纳米材料制备、细胞破碎、样品均质、萃取合成等众多科研与工业领域，高效、可控、可靠的样品前处理是实验成功的关键。德国Hielscher Ultrasonics公司凭借其超声波技术，为全球实验室和中小规模生产提供了强大的工具。其中，UP200St超声波处理器作为其经典的高性能实验室型号，以其200瓦的强劲功率、稳定性和精密的操作控制，成为众多研究人员和工艺开发工程师值得信赖的“得力助手”。
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一、 UP200St：实验室超声处理的之作
UP200St专为要求严苛的实验室应用和小规模试生产而设计。它平衡了功率输出、处理效率和操作便捷性，适用于从温和的纳米颗粒分散到坚韧的细胞组织破碎等各种任务。
核心优势解析：
1. 强劲而可控的200瓦功率：
o 提供足够的能量处理大多数实验室样品，有效应对中等粘度或具有一定挑战性的物料。
o 功率输出连续可调（10%-100%），结合振幅精确控制（20%-100%），用户可根据不同样品的特性和处理目标（如避免过热、防止颗粒破碎过度）进行精细优化，实现高度可重复的结果。
2. 智能脉冲模式：
o 允许设置超声工作周期（如开2秒，关1秒）。这一功能至关重要：
§ 有效控制温升： 间歇工作防止样品因持续超声而温度急剧升高，尤其对热敏感物质（蛋白质、酶、某些聚合物）至关重要。
§ 减少空化损伤： 降低探头长期承受空化冲击的压力，延长探头寿命。
§ 提升处理效率： 对于某些物料，短暂的“休息”时间有助于气泡消散和能量更有效传递。
3. 宽频运行与钛合金探头：
o 标准频率为24kHz，这是实验室超声波处理中常用且效果优异的频率范围，兼顾了空化强度和能量穿透深度。
o 标配3mm直径的钛合金（Ti6Al4V）探头（号角）。钛合金具有的机械强度、优异的耐腐蚀性（尤其耐受各种溶剂和生物样品）和良好的声学传输性能。3mm探头非常适合处理0.1ml至500ml体积范围内的样品，是标准试管、离心管和小烧杯应用的理想选择。用户可根据需要轻松更换其他尺寸或形状的探头（如1mm, 2mm, 7mm, 14mm, 22mm等）。
4. 用户友好型设计：
o 直观的控制面板： 清晰显示设定功率/振幅、实际功率/振幅、处理时间、脉冲设置。操作逻辑简单明了。
o 大型彩色显示屏 (部分新型号)： 提供更丰富的信息显示和更友好的操作体验（注意：经典款可能为单色屏）。
o 符合人体工学的轻巧手持式设计： 重量轻，长时间操作不易疲劳。
o 内置过载与温度保护： 自动监测设备状态，在异常情况下（如探头空载、过热）自动停止输出，保护设备和样品安全。
5. 稳定性和重现性：
o Hielscher设备以其德国制造的精密工艺和严格的品质控制著称。UP200St能提供长时间稳定运行，确保实验结果的高度可重复性，这对科学研究和新工艺开发至关重要。
二、 核心应用领域：释放超声波的能量
UP200St的200W功率和精密控制使其在众多领域大显身手：
1. 纳米技术：
o 纳米颗粒分散与解团聚： 碳纳米管(CNTs)、石墨烯、金属/金属氧化物纳米颗粒(如TiO2, SiO2, Ag)、量子点在溶剂或聚合物基体中的均匀分散。
o 纳米乳液/脂质体制备： 高效制备粒径细小、分布均匀的乳液或脂质体载药系统。
o 纳米复合材料制备： 促进纳米填料在基体中的均匀分散。
2. 生命科学与制药：
o 细胞破碎与裂解： 高效破碎细菌、酵母、植物和动物细胞，释放胞内产物（蛋白质、DNA、细胞器）。
o DNA/RNA片段化： 可控地将大分子核酸剪切至所需大小（如用于测序文库制备）。
o 蛋白质提取与均质： 从组织或细胞中提取蛋白质，或进行均质处理。
o 加速酶促反应/催化反应： 提高反应速率和效率。
o 药物传递系统制备： 如脂质体、纳米粒的合成与载药。
3. 化学与材料科学：
o 均质化： 使不相容的液体或悬浮液形成稳定均匀的混合物。
o 乳化： 制备水包油(O/W)或油包水(W/O)乳液。
o 萃取： 加速溶剂从植物、食品或其他基质中提取目标化合物（超声辅助萃取 UAE）。
o 脱气： 去除液体中溶解的微小气泡。
o 加速溶解： 促进难溶固体在溶剂中的溶解。
o 声化学反应： 引发或加速特定的化学反应（利用空化产生的高温高压微环境）。
o 聚合物降解/功能化。
4. 食品与化妆品：
o 样品均质化以进行成分分析。
o 模拟/研究食品质构变化。
o 制备食品/化妆品乳液。
o 加速风味物质或活性成分的提取。
5. 环境分析：
o 土壤、沉积物等固体样品中污染物的萃取。
o 水样中悬浮物的分散/均质化。
三、 操作与维护要点：确保性能与寿命
1. 样品容器选择：
o 使用玻璃烧杯或厚壁试管/离心管。避免使用薄壁塑料容器，易破裂且声能传递效率低。
o 容器直径应大于探头直径，避免接触侧壁。
o 探头浸入深度通常为10-40mm，确保处于液面以下但避免过深导致能量损失。绝对禁止探头在空气中空载运行！
2. 样品体积与探头匹配：
o 小体积 (<1ml)： 使用微量适配器（如VialTweeter）或非常小的探头（1mm, 2mm），并将样品置于特殊小管中，探头浸入处理。直接使用标准探头可能导致飞溅和效率低下。
o 常规体积 (1-500ml)： 3mm, 7mm探头是主力。体积越大，通常需要更大直径探头以有效处理。
o 冰浴控温： 对于热敏感样品或长时间处理，强烈建议将样品容器置于冰水浴中。超声波能量会迅速转化为热能。
3. 参数设置优化：
o 起始点： 对于未知样品，建议从较低振幅（30-50%）和开启脉冲模式（如 1s on / 1s off）开始，逐步提高振幅或延长工作时间，观察效果并监控温度。
o 处理时间： 因样品和目标差异巨大，从几秒到数十分钟不等。需通过实验优化。
4. 探头维护：
o 使用后立即清洁： 用软布或纸巾擦去探头残留物，然后用适当的溶剂（水、乙醇等）或温和洗涤剂清洗，后用清水冲洗干净并擦干。
o 避免刮擦： 清洁时动作轻柔，避免硬物刮伤钛合金表面。
o 检查磨损： 定期检查探头是否有凹痕、腐蚀或变黑迹象。严重磨损会影响性能并可能污染样品，需及时更换。
o 存放： 清洁干燥后存放，可套上保护套。
四、 Hielscher 实验室超声波处理器型号全览
Hielscher提供丰富的实验室超声波处理器型号，覆盖从微量处理到中试放大的各种需求。以下是主要系列概览：
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型号系列 |
功率范围 |
主要特点与定位 |
适用场景举例 |
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UP50H |
50W |
超紧凑设计，经济实用。适合极低至中等能量需求的常规小体积处理。 |
微量样品分散、小体积均质、简单细胞裂解、脱气。 |
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UP100H |
100W |
性价比高的主力入门型号。功率提升，处理能力增强。 |
常规实验室分散、均质、乳化、中小体积细胞破碎。 |
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UP200St |
200W |
实验室高性能。功率、控制和可靠性平衡。标配脉冲模式，精密振幅调节。 |
要求较高的纳米分散、细胞组织破碎、中等粘度物料处理、工艺开发。 |
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UP200St (2024) |
200W |
UP200St的升级型号。通常配备更大彩色显示屏，改进的散热/降噪设计，可能集成更智能的温度监控/控制。 |
同UP200St，用户体验和智能化提升。 |
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UP400St |
400W |
实验室顶级功率。处理更大体积(可达~1000ml)或更粘稠/坚韧物料能力更强。 |
大体积样品处理、高浓度浆料分散、坚韧生物组织破碎、小规模中试。 |
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UIP500hdT |
500W |
工业级设计引入实验室。极其坚固耐用，适合强度、长时间连续运行或处理苛刻样品。 |
高强度研究、连续处理需求、极粘稠物料、磨损性强的样品、工艺验证。 |
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UIS250v |
250W |
便携式设计（带提手），操作灵活。性能接近UP200St。 |
需要在不同地点（通风橱、冷房）移动使用的场景。 |
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VialTweeter |
(需连接主机) |
专为微量样品 (<1ml) 设计的特殊固定式探头杯系统。能量高度集中，避免飞溅和交叉污染。 |
PCR管、微量离心管、小样品瓶中的微量样品高效处理（如ChIP, 小量DNA剪切）。 |
选择指南：
· 微量处理 (<1ml)： VialTweeter。
· 小体积常规处理 (1-100ml)，温和至中等需求： UP50H, UP100H 是经济选择。
· 主力实验室应用 (0.1-500ml)，要求高性能与可靠性： UP200St / UP200St (2024) 是佳选择。
· 大体积(>500ml) 或 高粘度/坚韧样品： UP400St 或 UIP500hdT。
· 高强度、连续运行或苛刻样品： UIP500hdT。
· 需要移动灵活性： UIS250v。
五、 结语
Hielscher UP200St超声波处理器以其200W的黄金功率、精密的振幅与脉冲控制、坚固耐用的钛合金探头以及德国制造的高可靠性，确立了其在科研实验室和工艺开发领域的核心地位。无论是进行前沿的纳米材料研究、高效的生物分子提取，还是精细的化学合成与分散，UP200St都能提供强大而可控的超声波能量，助力用户获得稳定、可重复的高质量结果。
