匀浆分散器
匀浆分散器是一种实验室或工业设备，主要用于将生物组织、细胞、颗粒物质等样品进行破碎、混合和均质化处理，使其形成均匀的悬浮液或浆状物。
原理
1.转子-定子式（Rotating Rotor-Stator）原理
这是最常见的手持式或批处理式匀浆分散器的工作方式。
结构：由一个高速旋转的转子（内刀头）和一个固定的定子（外套管）组成，两者之间有精密间隙。
原理：
转子高速旋转（可达数万转/分钟），在定子的狭缝中产生极强的剪切力和湍流。
样品被吸入转子与定子之间的间隙，受到强烈的机械剪切和撞击作用，细胞或颗粒被破碎。
同时产生抽吸-喷射循环，实现连续混合与分散。
适用：组织匀浆、细胞破碎、乳化、悬浮液均质等。
优点：效率高、操作简便、适用于多种粘度样品。
2.超声波破碎（Ultrasonic Cavitation）原理
常用于超声波细胞破碎仪（Sonication）。
原理：
探头产生高频超声波（通常20–50 kHz），在液体中传播并产生交替的高压与低压循环。
在低压阶段，液体中形成微小气泡（空化泡）；在高压阶段，气泡瞬间崩溃（内爆），释放出巨大的能量（局部高温高压）。
这种空化效应产生强烈的冲击波和剪切力，破坏细胞膜或颗粒团聚。
适用：细菌、酵母、哺乳动物细胞的裂解，纳米材料分散。
优点：破碎效率高，适合小体积样品；可精确控制能量输入。
注意：可能产生热量，需冰浴冷却，避免样品降解。
3.珠磨式（Bead Mill）原理
通过研磨珠的机械碰撞实现破碎。
原理：
在样品管或腔室中加入微小的研磨珠（如玻璃珠、陶瓷珠或钢珠）。
设备通过高速振动、搅拌或旋转，使研磨珠剧烈运动，不断撞击、摩擦样品。
细胞或颗粒在反复冲击下破裂并分散。
适用：坚硬组织、孢子、真菌、植物细胞等难破碎样品。
优点：破碎力强，重复性好。
缺点：可能引入杂质（珠子磨损），需后续分离珠子。
4.高压均质原理（High-Pressure Homogenization）
主要用于工业级大规模均质处理。
原理：
样品在高压（可达几千巴）下通过狭窄的均质阀。
流体在阀内经历高速剪切、撞击和空化，细胞或颗粒被强制破碎。
应用：乳制品均质（如牛奶）、疫苗生产、纳米乳剂制备。
优点：处理量大，均质效果稳定。
类型
1.转子-定子型匀浆分散器：
由一个高速旋转的转子和一个固定的定子组成。
样品在转子与定子之间的狭小间隙中受到强烈的剪切力，适用于组织破碎、乳化、均质等。
常见手持式型号，操作灵活，适合小到中等体积样品。
2.超声波破碎仪：
利用高频超声波产生空化气泡，气泡破裂时释放能量，破坏细胞或颗粒结构。
适合细胞裂解、纳米材料分散等。
3.珠磨式匀浆器：
通过加入微小玻璃珠或陶瓷珠，在高速振动或搅拌下撞击样品，达到破碎效果。
常用于难破碎的微生物或植物组织。
操作方法
1.准备工作
-检查设备：确保匀浆头（刀头）安装牢固，无松动或磨损。
-选择合适刀头：根据样品类型和体积选择合适尺寸的刀头（如小体积用微头，大体积用宽头）。
-准备样品：
组织样品需剪成小块（通常<0.5 cm3）。
加入适量缓冲液（如PBS、RIPA裂解液等），液面应高于刀头入口。
-冷却处理：对热敏感样品（如蛋白质提取），建议将样品置于冰上操作，或使用冰浴防止过热。
2.操作步骤
-启动设备：
将刀头插入样品中，先启动机器再插入样品，或插入后立即启动，避免空转损坏刀头。
-设定转速：
初次使用可从低速开始（如5000–10000 rpm），逐步提高至所需速度（通常15000–25000 rpm）。
-匀浆过程：
缓慢上下移动刀头，确保整个样品被充分处理。
每次匀浆时间建议10–30秒，间隔30秒–1分钟（用于散热），重复2–5次。
-结束操作：
停止机器后，将刀头提出液面，关闭电源。
-清洗与消毒：
立即用清水冲洗刀头，再用去离子水或乙醇清洗，避免残留物干结。
可高压灭菌或紫外线消毒（视设备说明而定）。
注意事项
1.避免长时间连续运行，防止电机过热。
2.不要在无液体状态下启动，以免损坏转子。
3.处理腐蚀性或高粘度样品时，需选用耐腐蚀材质刀头。
4.操作时佩戴防护眼镜，防止液体飞溅。
应用领域
1.分子生物学与生命科学
细胞裂解：提取DNA、RNA、蛋白质前的细胞破碎（如细菌、哺乳动物细胞）。
组织匀浆：动物或植物组织研磨，用于生化分析、ELISA、Western Blot等。
病毒释放：从宿主细胞中释放病毒颗粒。
2.制药与生物技术
疫苗制备：细胞破碎释放抗原。
纳米药物分散：将药物颗粒均匀分散于载体中，提高稳定性与吸收率。
乳剂与脂质体制备：均质化形成稳定的微乳或纳米乳。
3.食品工业
乳制品均质：如牛奶、酸奶的脂肪球破碎，提升口感与稳定性。
调味品与酱料：番茄酱、蛋黄酱等产品的乳化与均质。
功能性食品开发：微胶囊化、营养成分均匀分散。
4.材料科学与纳米技术
纳米材料分散：碳纳米管、石墨烯、量子点等在溶剂中的均匀分散。
涂料与油墨：颜料颗粒的细化与稳定分散，防止沉降。
5.环境与农业
土壤或植物样品处理：提取微生物、农药残留或基因物质。
饲料均质：营养成分均匀混合。
6.临床与诊断
病理组织处理：制备组织悬液用于流式细胞术或PCR检测。
体液样本均质：如痰液、脓液等复杂样本的前处理。