Hielscher UP400St：超聲波均質機的革新者

一、開篇引入

在科研與工業生產的廣袤領域中，超聲波均質機正扮演著愈發關鍵的角色，成為眾多研究與生產環節中得力助手。從生物醫學領域里對細胞的精細破碎、蛋白質的高效提取，到食品工業中改善食品口感與穩定性，再到納米材料制備時助力納米顆粒均勻分散，超聲波均質機憑借其技術優勢，為各個行業帶來了新的發展契機。

在琳瑯滿目的超聲波均質機品牌與型號中，Hielscher 的 UP400St 脫穎而出，吸引了眾多專業人士的目光。它究竟有著怎樣的之處，能在競爭激烈的市場中嶄露頭角？接下來，就讓我們一同深入探尋 Hielscher UP400St 超聲波均質機的奧秘 。

二、外觀與設計亮點

當第一眼看到 Hielscher UP400St 超聲波均質機時，其簡潔而精致的外觀設計就給人留下深刻印象。它整體造型緊湊，尺寸設計合理，不會占據過多的實驗臺空間 ，對于那些空間有限的實驗室而言，無疑是一個貼心的設計。即便在小型科研機構或高校實驗室中，也能輕松找到它的安身之所，不會讓本就緊張的實驗空間顯得更加局促。

其操作面板配備了一塊清晰直觀的彩色觸摸屏，就像我們日常使用的智能手機屏幕一樣，操作極為便捷。研究人員只需輕輕點擊、滑動屏幕，就能輕松完成各種參數的設置與調整。比如在進行細胞破碎實驗時，通過觸摸屏可以快速設定超聲時間、功率大小、脈沖模式等關鍵參數，無需再像傳統設備那樣在復雜的按鈕與旋鈕間摸索，大大節省了操作時間，提高了實驗效率。

在樣品處理區域，集成 LED 燈的設計十分巧妙。當進行樣品處理時，LED 燈能夠為樣品提供充足且均勻的照明，讓實驗人員可以清晰地觀察到樣品的狀態變化。無論是觀察細胞懸浮液在超聲作用下的破碎過程，還是監測納米顆粒在溶液中的分散情況，都能一目了然，避免因光線不足而導致的觀察誤差，為實驗的準確性提供了有力保障。

值得一提的是，它還配備了可插拔溫度傳感器。在超聲波均質過程中，溫度是一個至關重要的因素，過高的溫度可能會對樣品的生物活性或化學性質產生影響。而這個可插拔溫度傳感器能夠實時監測樣品溫度，并將數據直觀地顯示在觸摸屏上。一旦溫度接近預設的上限值，設備會及時發出警報，提醒實驗人員采取相應措施，如調整超聲功率或暫停超聲過程，以確保樣品在適宜的溫度條件下進行處理 ，有效保護了樣品的完整性和實驗結果的可靠性。

三、性能大揭秘

（一）功率與頻率優勢

Hielscher UP400St 超聲波均質機搭載了 400 瓦的強大功率，猶如為設備注入了強勁的 “心臟”，使其在超聲處理過程中展現出的性能。在生物制藥領域，進行大規模細胞破碎時，高功率能夠確保超聲能量快速且均勻地傳遞到細胞懸浮液中，促使細胞迅速破裂，釋放出所需的生物活性物質，大大縮短了處理時間，提高了生產效率 。

配合 24kHz 的頻率，這一組合更是相得益彰。這個頻率恰到好處，既能保證超聲波在液體介質中產生強烈的空化效應，又能避免因頻率過高或過低對樣品造成不必要的損傷。當用于納米材料制備時，24kHz 的頻率使得納米顆粒在溶液中能夠充分分散，有效防止顆粒團聚現象的發生，從而制備出粒徑均勻、性能穩定的納米材料，滿足科研與工業生產對高品質納米材料的需求。

（二）堅固耐用特性

從選材上看，Hielscher UP400St 超聲波均質機就彰顯出其對品質的執著追求。機身采用高強度的工程塑料，這種材料不僅質量輕，便于設備的移動與操作，而且具備出色的耐腐蝕性和抗沖擊性。即便在化學實驗室等存在各種腐蝕性試劑的環境中長時間使用，也不用擔心機身會被腐蝕損壞。其關鍵部件，如超聲換能器，則選用了優質的壓電陶瓷材料，這種材料具有良好的壓電性能和穩定性，能夠在長時間的超聲工作中保持高效的能量轉換，確保設備始終輸出穩定的超聲功率 。

在制造工藝方面，Hielscher 運用了的加工技術和精密的裝配工藝。每一個零部件都經過嚴格的質量檢測，確保尺寸精度和性能符合高標準要求。設備內部的電路設計也經過精心優化，具備良好的散熱性能和電磁兼容性，有效減少了因過熱或電磁干擾導致的設備故障。正是這些優質材料與工藝的結合，使得 Hielscher UP400St 能夠適應各種苛刻的工作環境，無論是在高溫、高濕的環境下，還是在長時間連續高強度的工作狀態下，都能穩定可靠地運行，為用戶提供持久的服務，大大降低了設備的維護成本和更換頻率，成為科研與工業生產中的可靠伙伴。

四、功能解析

（一）多種工作模式

Hielscher UP400St 超聲波均質機具備間歇和連續兩種工作模式，這一特性使其能夠靈活適應不同的實驗或生產需求。在間歇工作模式下，超聲能量以脈沖的形式間歇性地作用于樣品。比如在進行生物大分子的提取實驗時，間歇模式可以有效避免因長時間連續超聲導致生物大分子結構被破壞 。通過設置合適的超聲時間和間歇時間，既能保證超聲效果，又能保護生物樣品的活性。在進行蛋白質提取時，將超聲時間設置為 30 秒，間歇時間設置為 20 秒，這樣可以在破碎細胞釋放蛋白質的同時，大程度地保持蛋白質的天然結構和功能。

而連續工作模式則適用于對處理效率要求較高，且樣品對長時間連續超聲耐受性較好的場景。在納米材料的工業化生產中，為了提高產量，常常采用連續工作模式。設備可以持續輸出超聲能量，使納米顆粒在溶液中不斷受到超聲作用，實現高效的分散和細化，從而滿足大規模生產對效率的要求。

（二）安全保護機制

安全是設備使用過程中不容忽視的重要環節，Hielscher UP400St 在這方面表現出色，配備了多種安全保護機制。過熱保護功能就像一位時刻警惕的 “溫度衛士”，時刻監測著設備內部關鍵部件的溫度。當設備長時間高負荷運行導致溫度升高到接近危險值時，過熱保護系統會迅速啟動，自動切斷電源，避免設備因過熱而損壞，同時也防止了因設備故障引發的安全事故。在夏季高溫環境下進行長時間超聲實驗時，過熱保護功能能有效保障設備安全運行。

過載保護則是設備的另一位 “忠誠守護者”。當設備遇到異常情況，如樣品粘度突然增大、超聲探頭受到意外阻礙等，導致工作電流超過額定值時，過載保護機制會立即響應，停止設備運行，并發出警報信號 。這不僅保護了設備的電機和電路系統免受損壞，還提醒操作人員及時排查故障原因，避免因設備故障影響實驗或生產進度。這些安全保護機制就像為設備和操作人員筑起了一道堅固的安全防線，讓用戶在使用過程中更加安心、放心 。

五、應用領域展示

Hielscher UP400St 超聲波均質機憑借其的性能和穩定的表現，在眾多行業中得到了廣泛的應用，為各行業的發展注入了強大的動力。

在化工行業，它成為了制備高性能材料的得力助手。在納米材料的合成過程中，傳統方法制備的納米顆粒容易出現團聚現象，影響材料的性能。而 Hielscher UP400St 通過高強度的超聲波作用，能夠有效打破顆粒間的相互作用力，使納米顆粒均勻地分散在溶液中 。某化工企業在研發新型納米催化劑時，使用 Hielscher UP400St 進行納米顆粒的分散處理，成功制備出粒徑均勻、催化活性高的納米催化劑，大大提高了化學反應的效率和選擇性，為企業帶來了顯著的經濟效益 。

在食品加工領域，Hielscher UP400St 也發揮著重要作用。在乳制品生產中，它可以對牛奶進行均質處理，使脂肪球均勻分散在乳漿中，防止脂肪上浮，延長乳制品的保質期，同時還能改善乳制品的口感和質地，使其更加細膩順滑。在制作酸奶時，經過 Hielscher UP400St 處理后的原料，發酵更加均勻，制成的酸奶口感醇厚，深受消費者喜愛 。

生物技術行業同樣離不開 Hielscher UP400St 的助力。在細胞破碎實驗中，它能夠溫和而高效地破碎細胞，釋放出細胞內的生物活性物質，如蛋白質、核酸等 。科研人員在進行基因工程實驗時，需要從細胞中提取高質量的 DNA，使用 Hielscher UP400St 進行細胞破碎，不僅可以提高 DNA 的提取效率，還能減少對 DNA 結構的損傷，保證后續實驗的順利進行 。

醫藥制造領域，Hielscher UP400St 更是扮演著關鍵角色。在藥物研發過程中，它可以用于制備納米藥物載體，將藥物包裹在納米級的載體中，提高藥物的溶解度和生物利用度，增強藥物的療效。在生產治療心血管疾病的納米藥物時，利用 Hielscher UP400St 制備的納米藥物載體，能夠使藥物更精準地靶向病變部位，提高治療效果，同時減少藥物的副作用，為患者帶來了福音 。

Hielscher 的超聲波設備主要分為實驗室和工業兩大系列，以下是主要型號的整理：

一、實驗室超聲波設備

1.  UP 系列（手持式 / 立式）

o    UP50H（50W，30kHz）

o    UP100H（100W，30kHz）

o    UP200Ht（200W，26kHz）

o    UP200St（200W，26kHz）

o    UP400St（400W，24kHz）

2.   其他實驗室專用設備

o    Vial Tweeter：用于小體積樣品（如 1.5ml 離心管）。

o    Sono Step：集成超聲、攪拌和泵的多功能反應器。

o    GD Mini 2：無接觸式流動細胞處理設備。

o    Cup Horn：用于燒杯或小瓶的高強度超聲浴。

o    UIP400MTP：微板（Multi-well Plate）超聲處理系統。

o    UIS250L：實驗室超聲波篩分儀。二、工業超聲波設備

3.   UIP 系列（高功率處理）

o    UIP500hdT（0.5kW，20kHz）

o    UIP1000hdT（1.0kW，20kHz）

o    UIP1500hdT（1.5kW，20kHz）

o    UIP2000hdT（2.0kW，20kHz）

o    UIP4000hdT（4.0kW，20kHz）

o    UIP6000hdT（6.0kW，20kHz）

o    UIP10000（10kW，18kHz）

o    UIP16000（16kW，18kHz）

4.   特殊工業設備

o    UIP250MTP：微板超聲處理（適用于高通量實驗）。

o    Purgeable Cabinets：防爆型超聲系統，用于危險環境。三、附件與配件

·         鈦合金探頭：如 MSA1、MSA2、MSA3、MSA7、MSA7D、MS7L2D 等，適配不同體積樣品。

·         隔音箱（SPB-L）：降低實驗室設備噪音。

·         流動細胞（FC 系列）：如 FC22K，用于連續流處理。UP200St

UP50H

UP100H

UP200Ht

UP200St

UP400St

UIP500hdT

UIP1000hdT

UIP1500hdT

UIP2000hdT

UIP4000hdT

六、Hielscher 的超聲波設備主要型號

Hielscher 作為超聲波設備領域的品牌，旗下產品豐富多樣，涵蓋了實驗室和工業兩大系列，滿足了不同用戶在不同場景下的多樣化需求。

（一）實驗室超聲波設備

1. UP 系列（手持式 / 立式）

o    UP50H（50W，30kHz）：這款設備體積小巧、重量輕盈，特別適合處理小體積樣品。在生物實驗中，對少量細胞樣本進行破碎處理時，UP50H 能夠憑借其精準的超聲能量輸出，高效地完成細胞破碎任務，同時又不會對樣本造成過多的熱損傷 。其緊湊的設計方便實驗人員手持操作，在一些對操作靈活性要求較高的實驗場景中，如野外樣本采集后的初步處理，它的優勢就得以充分體現。

o    UP100H（100W，30kHz）：在具備一定便攜性的同時，功率有所提升。它適用于處理中等體積的樣品，比如在化學實驗中，對一些需要進行分散、乳化的溶液，UP100H 可以提供更強大的超聲能量，促使溶液中的成分均勻混合。它既可以手持操作，也能安裝在三腳架上使用，滿足不同實驗習慣和場景的需求。

o    UP200Ht（200W，26kHz）：擁有更高的功率，在處理較為復雜或對超聲能量需求較大的樣品時表現出色。在材料科學實驗中，制備納米復合材料時，需要將納米顆粒均勻分散在基體材料中，UP200Ht 的高功率和合適的頻率能夠有效地克服顆粒間的團聚力，實現納米顆粒的均勻分散，從而提高復合材料的性能 。它的手持式或立式設計，為實驗人員提供了更多的操作選擇。

o    UP200St（200W，26kHz）：側重于穩定性和精準控制。在對實驗結果精度要求的生物技術實驗中，如蛋白質結晶實驗，需要精確控制超聲參數以避免對蛋白質結構造成破壞，UP200St 的自動頻率調節功能和穩定的功率輸出，能夠確保超聲過程的穩定性，為蛋白質結晶提供適宜的條件 。其立式設計使得設備在長時間運行時更加穩定，減少了因設備晃動對實驗的影響。

o    UP400St（400W，24kHz）：作為實驗室設備中的高功率型號，具備強大的處理能力。在大規模細胞培養后的產物提取實驗中，需要快速、高效地破碎大量細胞，UP400St 的 400 瓦功率能夠在短時間內完成任務，大大提高了實驗效率 。它配備的彩色觸摸屏、集成 LED 燈和可插拔溫度傳感器等功能，進一步提升了實驗操作的便捷性和準確性。

2.  其他實驗室專用設備

o    Vial Tweeter：專門用于小體積樣品的處理，像 1.5ml 離心管這樣的微小樣品容器也能輕松應對。在基因測序實驗中，需要對極少量的 DNA 樣本進行處理，Vial Tweeter 能夠精準地對離心管中的樣本施加超聲能量，實現 DNA 的剪切或片段化，為后續的測序工作做好準備 。

o    Sono Step：這是一款集成了超聲、攪拌和泵的多功能反應器。在藥物研發過程中，需要對多種試劑進行混合、反應，并實時監測反應進程，Sono Step 的多功能集成設計使得這些操作可以在一個設備中完成，簡化了實驗流程，提高了實驗效率 。它能夠根據實驗需求，精確控制超聲、攪拌和泵送的參數，確保反應在佳條件下進行。

o    GD Mini 2：作為無接觸式流動細胞處理設備，在細胞治療研究中具有優勢。在對免疫細胞進行處理時，傳統的接觸式處理方式可能會對細胞表面的受體或標志物造成損傷，影響細胞的功能和活性 。而 GD Mini 2 采用無接觸式超聲處理，能夠在不損傷細胞的前提下，對細胞進行高效的處理，如細胞裂解、基因轉染等，為細胞治療的研究提供了有力的支持。

o    Cup Horn：可以看作是一個高強度超聲浴，適用于對燒杯或小瓶中的樣品進行處理。在材料表面處理實驗中，將待處理的材料放入裝有處理液的燒杯中，Cup Horn 能夠通過超聲作用，使處理液中的活性成分均勻地作用于材料表面，實現材料表面的改性或清潔 ，提高材料的性能和質量。

o    UIP400MTP：是專門針對微板（Multi - well Plate）設計的超聲處理系統。在高通量藥物篩選實驗中，需要同時對多個微孔板中的樣品進行超聲處理，UIP400MTP 能夠快速、均勻地對微板中的每個孔進行超聲操作，大大提高了藥物篩選的效率和準確性 ，加速了新藥研發的進程。

o    UIS250L：作為實驗室超聲波篩分儀，在材料粒度分析實驗中發揮著重要作用。它通過超聲波的作用，能夠快速、準確地對粉末狀材料進行篩分，確定材料的粒度分布情況 。與傳統的篩分方法相比，UIS250L 具有更高的篩分效率和精度，能夠滿足科研和工業生產對材料粒度分析的嚴格要求。

（二）工業超聲波設備

1. UIP 系列（高功率處理）

o    UIP500hdT（0.5kW，20kHz）：功率達到 0.5kW，適用于中試測試和小規模工業生產中的液體處理。在涂料生產中，用于顏料的分散和研磨，能夠使顏料顆粒均勻地分散在涂料基料中，提高涂料的色澤均勻性和穩定性 ，滿足小規模涂料生產的質量要求。

o    UIP1000hdT（1.0kW，20kHz）：功能強大且適應性強，廣泛應用于乳化、分散、顆粒精磨等工業過程。在化妝品生產中，將油相和水相混合制備乳液時，UIP1000hdT 能夠通過高強度的超聲作用，使油滴均勻地分散在水相中，形成穩定的乳液結構 ，提升化妝品的品質和穩定性。

o    UIP1500hdT（1.5kW，20kHz）：結合了高處理能力和靈活性，既能滿足工藝開發和優化階段對設備性能的探索需求，也能在生產工藝中穩定運行。在生物柴油生產中，用于原料的預處理和反應過程中的乳化，能夠提高生物柴油的生產效率和質量 ，促進生物柴油產業的發展。

o    UIP2000hdT（2.0kW，20kHz）：是一款功能強大的超聲處理器，適用于臺式和工業規模的液體處理。在化工行業，用于聚合物的合成和改性時，UIP2000hdT 的高功率超聲能夠引發聚合物分子的鏈段運動和化學反應，實現聚合物性能的優化 ，滿足不同工業領域對聚合物材料的特殊需求。

o    UIP4000hdT（4.0kW，20kHz）：具有更高的功率輸出，在大規模工業生產中發揮著重要作用。在油墨生產中，對顏料的分散和研磨要求，UIP4000hdT 能夠憑借強大的超聲能量，將顏料顆粒細化到納米級別，并均勻地分散在油墨中，提高油墨的印刷性能和色彩飽和度 ，滿足大規模油墨生產的質量和效率要求。

o    UIP6000hdT（6.0kW，20kHz）：適用于處理大規模、高難度的工業生產任務。在大規模食品加工中，如對果汁進行均質處理，UIP6000hdT 能夠在短時間內對大量果汁進行超聲處理，使果汁中的果肉顆粒均勻分散，改善果汁的口感和穩定性 ，滿足大規模食品生產的需求。

o    UIP10000（10kW，18kHz）：和UIP16000（16kW，18kHz）：作為 Hielscher 工業超聲波設備中的高功率代表，主要應用于對超聲能量需求極大的工業場景，如大型化工企業的連續化生產過程 。在生產高性能納米材料時，需要強大的超聲能量來實現納米顆粒的均勻分散和材料結構的優化，這兩款設備能夠提供穩定且強大的超聲能量，滿足大規模、高質量納米材料生產的需求。

2.  特殊工業設備

o    UIP250MTP：主要用于微板超聲處理，特別適用于高通量實驗在工業生產中的應用轉化。在生物制藥企業進行新藥研發的中試階段，需要對大量的樣品進行快速、準確的處理，UIP250MTP 能夠滿足高通量實驗的要求，為新藥研發的快速推進提供了有力支持 。

o    Purgeable Cabinets：屬于防爆型超聲系統，專門為危險環境設計。在石油化工、煤礦等存在易燃易爆氣體或粉塵的工業環境中，超聲波設備的使用存在安全風險 。而 Purgeable Cabinets 通過特殊的防爆設計，能夠在這些危險環境中安全、穩定地運行，為工業生產中的超聲處理提供了安全保障。

（三）附件與配件

1.  鈦合金探頭：Hielscher 提供了多種型號的鈦合金探頭，如 MSA1、MSA2、MSA3、MSA7、MSA7D、MS7L2D 等。這些探頭具有良好的耐腐蝕性和高強度，能夠適應不同的樣品處理需求。MSA1 探頭適用于處理小體積、高粘度的樣品，其較小的尺寸能夠深入樣品內部，提供精準的超聲能量；而 MSA7 探頭則更適合處理大體積樣品，能夠在較大的范圍內均勻地傳遞超聲能量 ，確保樣品處理的一致性。

2.   隔音箱（SPB - L）：在實驗室中，超聲波設備工作時產生的噪音可能會對實驗人員的工作環境和身體健康造成影響。隔音箱（SPB - L）能夠有效地降低設備運行時產生的噪音，為實驗人員創造一個相對安靜的工作環境 。它采用了特殊的隔音材料和結構設計，能夠將噪音降低到安全范圍內，提高實驗室的工作舒適度。

3.   流動細胞（FC 系列）：如 FC22K，主要用于連續流處理。在工業生產中，需要對連續流動的液體進行超聲處理，以實現連續化生產。FC22K 流動細胞能夠與超聲波設備配合，使液體在流動過程中接受均勻的超聲作用，提高生產效率和產品質量 。在飲料生產中，對連續流動的飲料進行超聲殺菌處理，FC22K 能夠確保飲料在連續生產過程中得到充分的殺菌處理，延長飲料的保質期。

七、用戶評價與反饋

用過 Hielscher UP400St 超聲波均質機的用戶們，都對它贊不絕口！一位在高校從事生物化學研究的教授分享道：“之前用別的設備，操作特別繁瑣，參數調節很不方便，還經常出現不穩定的情況。自從用了 Hielscher UP400St，這些問題都迎刃而解。它的彩色觸摸屏操作太簡單了，實驗參數一目了然，一上手就會用，極大提高了我們團隊的實驗效率 。而且在細胞破碎實驗中，處理效果非常出色，細胞破碎率高，得到的生物活性物質純度也很高，為我們的科研工作提供了有力支持 。”

還有一家從事納米材料研發的企業負責人表示：“在我們的生產線上，設備的穩定性至關重要。Hielscher UP400St 的表現讓我們十分滿意，長時間連續運行也從未出現故障，保證了生產的順利進行。在制備納米材料時，它能將納米顆粒分散得極其均勻，產品質量得到了顯著提升，在市場上更具競爭力 。” 這些真實的用戶評價，充分證明了 Hielscher UP400St 超聲波均質機在易用性、穩定性和處理效果方面的表現，也讓更多人對這款設備充滿信心 。

八、總結與展望

Hielscher UP400St 超聲波均質機以其出色的外觀設計、的性能表現、豐富實用的功能以及廣泛的應用領域，在科研和工業領域中展現出了強大的實力和價值。它不僅操作便捷、性能穩定，還能為用戶提供高效、精準的樣品處理解決方案，贏得了眾多用戶的信賴和好評 。

展望未來，隨著科技的不斷進步和各行業對材料性能要求的日益提高，超聲波均質機的應用前景將更加廣闊。Hielscher UP400St 也將在不斷的技術創新中持續升級優化，為科研人員和工業生產者提供更加強大、智能、高效的服務。相信在未來的發展中，它將繼續在各個領域發光發熱，推動科研和工業生產邁向新的高度，為人類社會的發展做出更大的貢獻 。

六、與前代產品對比

當我們將目光聚焦在 Hielscher UP400St 與前代產品 UP400S 的對比上時，便能清晰地看到技術革新帶來的顯著進步。

從操作便捷性來講，UP400S 采用的是傳統模擬式操作界面，需要通過旋鈕和按鍵來設置參數，操作過程相對繁瑣，且參數顯示不夠直觀 。而 UP400St 則緊跟數字化潮流，配備了的彩色觸摸屏。就像從傳統按鍵手機升級到智能手機一樣，研究人員只需在屏幕上輕輕點擊、滑動，就能輕松完成各種復雜參數的設置，操作效率大幅提升。在設置超聲時間和功率時，UP400S 可能需要反復調節旋鈕并查看刻度，而 UP400St 直接在觸摸屏上輸入數值即可，不僅操作簡便，還能有效減少因操作失誤導致的實驗誤差。

在功能升級方面，UP400St 更是表現出色。UP400S 雖然也具備基本的超聲處理功能，但在處理過程中的數據監測和記錄能力相對有限 。UP400St 則集成了可插拔溫度傳感器，能夠實時、精準地監測樣品在超聲處理過程中的溫度變化，并將數據直觀地顯示在觸摸屏上。這一功能對于那些對溫度敏感的樣品處理實驗至關重要，有效避免了因溫度過高或過低對樣品造成的不良影響。UP400St 還配備了用于自動數據記錄的集成 SD 卡，能夠自動記錄實驗過程中的各種關鍵數據，如超聲時間、功率、脈沖模式等 。這些數據為后續的實驗分析和優化提供了詳實的依據，方便研究人員總結經驗、改進實驗方案，而 UP400S 在這方面則顯得力不從心。

 Hielscher UP400St：超聲波均質機的革新者