冷凍研磨的原理

  許多室溫下過(guò)于柔軟或敏感的分析樣品, 在常規(guī)的粉碎過(guò)程中，易裂解成多種形式。所以冷卻技術(shù)成為保存樣品完整性的關(guān)鍵手段。一旦樣品被浸沒(méi)在液氮中進(jìn)行冷卻時(shí)，會(huì)迅速變脆，從而更容易被粉碎, 粉碎時(shí)間很少過(guò)幾分鐘。 關(guān)鍵是在低溫下，一些樣品中的結(jié)構(gòu)和組成信息可以得到有效保留。這些樣品包括聚合物、橡膠、紡織原料、谷物顆粒、頭發(fā)、指甲、皮膚、骨頭、肌肉組織等等。 低溫粉碎已經(jīng)是化學(xué)分析中的重要的預(yù)處理手段。

應(yīng)用領(lǐng)域廣泛

   可廣泛應(yīng)用于：生物化學(xué)中DNA 檢測(cè)、動(dòng)植物組織研磨、細(xì)胞破碎、各種塑料、樹(shù)脂及附銅板、橡膠等聚合物成分分析、痕跡元素的判斷、食品分析、礦物質(zhì)研究、醫(yī)療外科手術(shù)的輔助、藥品性能檢測(cè)、紡織品組成成分的鑒定、玩具和兒童用品和其他日常消費(fèi)產(chǎn)品合格鑒定。

應(yīng)用實(shí)例

1）俄羅斯沙皇尼古拉斯二世的遺體，即是通過(guò)SPEX 冷凍研磨的處理而確定身份。

2）1991 年，在阿爾卑斯山發(fā)現(xiàn)的5300 年前的冰人奧茨的骨頭碎片進(jìn)行低溫粉碎處理。

3）太平洋海嘯親屬鑒定，DNA 測(cè)試樣品前處理應(yīng)用低溫研磨，在國(guó)際上贏得了榮譽(yù)。

4）911 恐怖襲擊遇難者遺體DNA 檢測(cè)，進(jìn)行身份鑒別。
5) 冷凍研磨幫助美國(guó)航天局NASA，確保其對(duì)月球巖石樣品的無(wú)污染處理和分析。

6) 粘土礦物質(zhì)被冷凍研磨粉碎而不破壞其晶體結(jié)構(gòu)，用于X 射線衍射研究。

7）RoHS 測(cè)試塑料樣品處理
8）配藥學(xué)分析和藥物試驗(yàn)
9）幫助實(shí)現(xiàn)犯罪證物的法醫(yī)分析
10）煤炭、石油頁(yè)巖、蠟制品等樣品處理保留易揮發(fā)物
11）符合美國(guó)消費(fèi)者產(chǎn)品安全改善法規(guī)CPSIA & HR4040 標(biāo)準(zhǔn)-測(cè)試非金屬兒童產(chǎn)品的鉛含量和鄰苯二甲酸標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)程序

典型應(yīng)用：

核酸/蛋白質(zhì)提取 

  法醫(yī)實(shí)驗(yàn)室在醫(yī)療和牙齒記錄信息不充足時(shí)，使用冷凍研磨機(jī)從受害人或戰(zhàn)爭(zhēng)死亡人員中提取DNA，考古學(xué)家通過(guò)使用冷凍研磨和PCR來(lái)劃分古老人類殘骸的DNA。不僅解開(kāi)了人們長(zhǎng)期困擾的謎團(tuán)，還加強(qiáng)了低溫技術(shù)在法醫(yī)和考古研究中的地位。

   低溫下研磨各種動(dòng)物組織包括：骨骼、牙齒、毛發(fā)、肌肉以及各種臟器，和植物組織(葉瓣、莖干、種子、根系)，能夠有效抑制核酸降解，保留酶的生物活性，用于新鮮動(dòng)植物組織細(xì)胞中核酸、蛋白質(zhì)提取的樣品前處理。人類的骨頭和牙齒用常規(guī)的方法非常難于粉碎，尤其是新鮮的時(shí)候。然而，骨骼材料可以在低溫下“磨碎”并從中提取DNA，無(wú)論骨骼是近的或是古老的。

藥學(xué)分析和藥品檢測(cè)品

   藥物中的復(fù)合分子和它們的代謝物，對(duì)于藥學(xué)研究或犯罪學(xué)實(shí)驗(yàn)都是非常重要的。研究表明區(qū)別相關(guān)的異構(gòu)體之間的不同之處，有重要意義。不幸的是，許多這樣的化合物于室溫下研磨時(shí)會(huì)因壓力和受熱而發(fā)生降解。使用SPEX冷凍研磨機(jī)/液氮研磨儀進(jìn)行低溫冷凍研磨，可對(duì)熱和機(jī)械壓力敏感的藥物代謝物、異構(gòu)體和復(fù)染化合物，保持其生物敏感特性，改善對(duì)于關(guān)鍵樣品的準(zhǔn)備。 

保留易揮發(fā)物

   在低溫的粉碎過(guò)程中，可保留樣品中容易揮發(fā)的成分。煤炭、油頁(yè)巖、蠟制品及許多其他具有低分子量化合物的有機(jī)材料，當(dāng)其基質(zhì)在室溫下研磨時(shí)會(huì)很快的揮發(fā)掉。使用SPEX 冷凍研磨機(jī)研磨能確保易揮發(fā)化合物的保留，樣品瓶均獨(dú)立密封，確保對(duì)易揮發(fā)物質(zhì)的控制，隨后通過(guò)氣體吹掃進(jìn)行富集分析。

醫(yī)學(xué)研究

   醫(yī)學(xué)校和醫(yī)院在非傳統(tǒng)性項(xiàng)目治療中已開(kāi)始使用冷凍研磨機(jī)。在外科手術(shù)中，將新鮮、消毒骨頭破碎后作為黏接劑使用。骨頭的粉末可以作為一種生長(zhǎng)核，刺激彌補(bǔ)術(shù)周圍骨頭的重新形成。另外一個(gè)是心臟組織的均質(zhì)以作為媒介物。通過(guò)冷凍研磨可將醫(yī)用材料研磨為粉末，再將粉末直接注射入活體內(nèi)，以測(cè)試其毒性反應(yīng)。在牙科領(lǐng)域，低溫研磨用來(lái)破碎新鮮牙齒而不需要將其做加熱處理。冷凍研磨在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，具有無(wú)止境的可能性。 

塑料/聚合物成分分析
   低溫下使得常溫難以研磨的塑料、樹(shù)脂、紡織品和多聚物變得容易研磨，同時(shí)避免樣品研磨時(shí)，因摩擦引起溫度升高對(duì)樣品分子結(jié)構(gòu)和組成信息影響，隨著各個(gè)對(duì)于塑料中的重金屬含量要求越來(lái)越嚴(yán)格，采用冷凍研磨技術(shù)對(duì)塑料樣品進(jìn)行快速、無(wú)污染的處理，可大大提高分析測(cè)試速度。

SPEX 6875 冷凍研磨機(jī)技術(shù)規(guī)格

SPEX冷凍研磨機(jī)技術(shù)特點(diǎn)

Freezer/Mill電磁撞子振蕩研磨

樣品裝入密閉研磨容器后，浸入液氮，電磁驅(qū)動(dòng)鋼制撞子振蕩撞擊樣品，實(shí)現(xiàn)高動(dòng)能大面積撞子撞擊，快速地粉碎樣品。相比傳統(tǒng)的球磨機(jī)動(dòng)能更大，研磨速度更快，研磨結(jié)果更為精細(xì)。過(guò)程中，因?yàn)闃悠肥冀K處于液氮溫度(-196℃)，樣品在低溫下變脆，使得一些室溫下難以研磨的樣品，更容易被來(lái)回撞擊研磨成粉末。

多樣的研磨罐和撞子

各種尺寸研磨罐（微量罐、小號(hào)罐、中號(hào)罐、大號(hào)罐）適用于各類硬性、中硬性、軟性、脆性、彈性、纖維質(zhì)樣品的研磨。過(guò)大的樣品會(huì)阻礙撞子運(yùn)動(dòng)，為了達(dá)到有效研磨，建議用戶根據(jù)研磨樣品量選擇合適的研磨罐，下表是各尺寸研磨罐的研磨量供大家參考。

用戶可以根據(jù)不同要求選配不銹鋼、聚碳酸酯、無(wú)鉻不銹鋼的塞頭、撞子以及不銹鋼或聚碳酸酯的中心圓筒。

低溫快速冷卻

一分鐘冷卻到-100℃，4分30秒達(dá)到-196℃，并實(shí)時(shí)進(jìn)行電磁振蕩研磨，高效快速。

人性化設(shè)計(jì)

1.可移動(dòng)控制面板，彩色觸摸顯示屏，輕松設(shè)置研磨時(shí)間、循環(huán)周期、預(yù)冷時(shí)間、撞子振蕩頻率等參數(shù)；

2.可寫(xiě)入和存儲(chǔ)過(guò)程，存儲(chǔ)20個(gè)工作程序；

3.儀器自檢功能；

4.USB接口，可連接電腦或網(wǎng)絡(luò)，下載程序或搜尋故障保修點(diǎn)；

5.研磨罐的大小和材料可以選配，適合各種材料研磨；

6.體積小，操作簡(jiǎn)單。

耐用性和安全性

1.研磨過(guò)程中，只有撞子在磁力驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行簡(jiǎn)單的撞擊運(yùn)動(dòng)，避免了機(jī)械聯(lián)動(dòng)裝置或軸承失效，大大降低機(jī)械損耗，延長(zhǎng)使用壽命；

2.安全連鎖裝置，保護(hù)操作者安全；

3.當(dāng)液氮液位過(guò)低時(shí)，液位傳感器會(huì)報(bào)警，自動(dòng)填充液氮，同時(shí)儀器停止運(yùn)轉(zhuǎn)以保護(hù)線圈免受損害；

4.儀器通過(guò) CE( 歐洲標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量) ，并且完全符合 WEEE/RoHS 指令。

準(zhǔn)確性和重現(xiàn)性

1.樣品在研磨過(guò)程中始終處于液氮溫度-196℃；

2.研磨罐獨(dú)立密封，保證樣品的完整性，避免交叉污染；

3.操作軟件可對(duì)研磨時(shí)間、循環(huán)周期、預(yù)冷時(shí)間、撞子振蕩頻率等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，完全掌控處理過(guò)程；

4.觸摸顯示屏可寫(xiě)入和存儲(chǔ)過(guò)程，保證快速處理的重復(fù)性和一致性。