在現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)、神經(jīng)科學(xué)及材料科學(xué)的前沿研究中，許多突破都始于一個(gè)微米甚至納米尺度。這個(gè)，可能是一個(gè)用于記錄神經(jīng)元電活動(dòng)的玻璃微電極，也可能是一個(gè)向細(xì)胞核內(nèi)注射基因的顯微注射針。制備這些精密工具的“工匠"，便是微電極拉制儀。在眾多品牌中，日本NARISHIGE（成茂）以其悠久歷史和可靠性能科研界。其PC-100多功能垂直拉拔器，作為經(jīng)典型號(hào)PC-10的革新?lián)Q代產(chǎn)品，憑借其自動(dòng)兩級(jí)牽引功能、優(yōu)異的操作友好性與出色的重現(xiàn)性，已成為許多實(shí)驗(yàn)室制備關(guān)鍵耗材的核心設(shè)備。

本文將深入解析PC-100的設(shè)計(jì)原理、技術(shù)特點(diǎn)、應(yīng)用場(chǎng)景及操作維護(hù)，展現(xiàn)這臺(tái)精密儀器如何將普通的玻璃毛細(xì)管，塑造成探索微觀世界的“利劍"。

一、 產(chǎn)品概述：經(jīng)典設(shè)計(jì)的現(xiàn)代化演進(jìn)

NARISHIGE PC-100是一款基于垂直重力原理的程控玻璃毛細(xì)管拉制儀。它繼承了前代產(chǎn)品PC-10穩(wěn)定可靠的核心架構(gòu)，并在人機(jī)交互、防塵設(shè)計(jì)及流程自動(dòng)化方面進(jìn)行了顯著優(yōu)化，旨在為科研人員提供一種“簡單、實(shí)惠且高效"的微針制備解決方案。

其核心功能是，通過精準(zhǔn)控制加熱與拉力，將外徑為1.0毫米至2.0毫米的硼硅酸鹽玻璃毛細(xì)管，拉制成直徑可從數(shù)十微米直至小于0.1微米的各式移液器或微電極。該設(shè)備兼容廣泛的電源（AC100-240V），功耗僅約70W，機(jī)身緊湊（205×190×185毫米），重量為3.45公斤，便于在實(shí)驗(yàn)室工作臺(tái)上安置和使用。

二、 核心技術(shù)與工作原理

PC-100的工作原理本質(zhì)上是熱拉伸工藝的精密實(shí)現(xiàn)。整個(gè)過程基于重力，通過可編程邏輯控制，將加熱軟化的玻璃管在垂直方向拉斷并成型。

1. 核心流程
設(shè)備工作時(shí)，操作者將一段玻璃毛細(xì)管垂直固定在儀器上、下夾頭之間。位于中部的加熱線圈（Kanthal線）通電后，對(duì)玻璃管局部進(jìn)行加熱至軟化點(diǎn)。此時(shí)，儀器釋放上方夾持機(jī)構(gòu)，使其在配置的砝碼重力作用下自然下落，軟化部分的玻璃管被拉伸、變細(xì)，最終在預(yù)設(shè)條件下斷開，形成兩根符合要求的微針。

2. 核心技術(shù)：自動(dòng)兩級(jí)牽引
這是PC-100區(qū)別于簡易拉針儀的關(guān)鍵功能，尤其對(duì)于制備電生理實(shí)驗(yàn)（如膜片鉗）所需的復(fù)雜形狀至關(guān)重要。

• 一步拉制：在單一加熱和拉力參數(shù)下一次完成。通常拉制出桿部較長、逐漸變細(xì)的針形，適用于顯微注射等需要較長錐度的場(chǎng)景。

• 兩步拉制：分兩個(gè)階段進(jìn)行，每階段可采用不同的加熱溫度和拉力參數(shù)。階段將玻璃管預(yù)拉伸至一個(gè)中間直徑，第二階段在更精確的控制下將中間部分拉斷，從而形成桿部較短、開口極小（可達(dá)1微米）且?guī)缀涡螤钜恢?/span>的電極。PC-100可自動(dòng)執(zhí)行兩步程序，無需人工干預(yù)，確保了高級(jí)別實(shí)驗(yàn)所需的高重復(fù)性。

3. 關(guān)鍵控制參數(shù)
用戶通過調(diào)節(jié)以下參數(shù)，可精確“定制"針尖形狀：

• 加熱器設(shè)置：加熱線圈的輸出電壓（大2.5V），直接控制軟化玻璃的溫度和區(qū)域范圍。

• 拉力調(diào)節(jié)：通過安裝或卸除配置的砝碼來實(shí)現(xiàn)。PC-100提供兩種規(guī)格的砝碼：25克（2個(gè)）和100克（2個(gè)）。不同的配重組合能產(chǎn)生不同的張力，影響拉制速度和錐度。

• 模式與時(shí)間：在屏幕上選擇一步或兩步模式，并可實(shí)時(shí)觀察整個(gè)拉制過程的運(yùn)行時(shí)間，為參數(shù)優(yōu)化提供直觀反饋。

三、 主要技術(shù)特點(diǎn)與改進(jìn)

相較于前代PC-10，PC-100進(jìn)行了一系列旨在提升用戶體驗(yàn)和結(jié)果穩(wěn)定性的改進(jìn)：

• 增強(qiáng)的操作友好性：簡化了從參數(shù)設(shè)置到啟動(dòng)的流程，屏幕信息顯示更為詳細(xì)和直觀，功能鍵布局經(jīng)過重新設(shè)計(jì)，更加簡潔合理。

• 提升的實(shí)驗(yàn)穩(wěn)定性：

• 實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)與安全安裝：在設(shè)置加熱參數(shù)時(shí)，加熱線圈不會(huì)立即工作，允許操作者隨時(shí)安全地安裝玻璃管。甚至玻璃管已就位后，仍可在線調(diào)節(jié)加熱參數(shù)，提高了實(shí)驗(yàn)靈活性。

• 改進(jìn)的防塵設(shè)計(jì)：亞克力防塵蓋的密封性得到增強(qiáng)，配合改進(jìn)的軌道防塵結(jié)構(gòu)，能有效減少環(huán)境中的灰塵、濕度對(duì)精密滑動(dòng)部件和拉制過程的干擾，保障了設(shè)備的長期運(yùn)行流暢度和拉針結(jié)果的重現(xiàn)性。

• 便捷的維護(hù)設(shè)計(jì)：優(yōu)化的機(jī)械結(jié)構(gòu)減少了因異物進(jìn)入導(dǎo)致的故障，降低了日常維護(hù)的難度和頻率。

四、 廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域

PC-100制備的微針工具是許多前沿科研領(lǐng)域的“手"和“眼"，其應(yīng)用橫跨生命科學(xué)與材料工程：

• 電生理學(xué)研究：是制備膜片鉗技術(shù)中記錄離子通道電流的玻璃微電極的核心設(shè)備。此外，也用于制作細(xì)胞信號(hào)記錄電極、固定細(xì)胞的真空吸附電極等。

• 顯微注射與操作：用于制作轉(zhuǎn)基因動(dòng)物制備、核移植、細(xì)胞內(nèi)微量灌注等所需的玻璃注射針和保持針。也能拉制用于挑取單細(xì)胞、微生物或納米顆粒的顯微操作針。

• 交叉學(xué)科與新興技術(shù)：其應(yīng)用已擴(kuò)展至微流控芯片中的微流道成型、3D生物打印的噴頭制備、細(xì)胞捕獲與切割系統(tǒng)的操作針，以及在材料科學(xué)中制作掃描探針顯微鏡（SPM）的探針或特殊顆粒捕獲針。

五、 操作指南、維護(hù)與耗材

基本操作流程：

1. 準(zhǔn)備：根據(jù)目標(biāo)針尖形狀（如用于膜片鉗或顯微注射），選擇一步或兩步拉制模式。

2. 安裝：將合適規(guī)格的玻璃毛細(xì)管（常用外徑1.0-1.5毫米）垂直裝入上下夾頭。

3. 參數(shù)設(shè)置：參考?xì)v史成功參數(shù)或通過測(cè)試，在控制面板上設(shè)置加熱值，并安裝相應(yīng)的砝碼組合（如對(duì)于需要更細(xì)的電極，可能使用更輕的砝碼）。

4. 拉制：關(guān)閉防塵蓋，啟動(dòng)程序。設(shè)備將自動(dòng)完成加熱、下拉、冷卻過程。屏幕會(huì)顯示運(yùn)行時(shí)間。

5. 取出：程序結(jié)束后，打開防塵蓋，小心取出拉制好的兩根微針，在顯微鏡下檢查形狀和直徑。

維護(hù)與耗材：

• 常規(guī)維護(hù)：保持設(shè)備清潔，尤其是導(dǎo)軌區(qū)域，避免灰塵和玻璃碎屑積聚。定期檢查加熱線圈的磨損情況。

• 主要耗材：

• 玻璃毛細(xì)管：包括有芯（用于電生理）和無芯（用于注射）多種規(guī)格（如外徑1.0mm, 1.2mm, 1.5mm），通常以每包500支的形式提供。

• 加熱線圈：型號(hào)為PC-10H，屬于易損件，需定期更換。

注意事項(xiàng)：為保證拉制成功率和設(shè)備安全，在嘗試加工設(shè)備標(biāo)稱范圍外（如不同材質(zhì)或特殊外徑）的玻璃管前，建議咨詢廠家或?qū)I(yè)技術(shù)支持人員。

結(jié)語

NARISHIGE PC-100多功能垂直拉拔器不僅僅是一臺(tái)儀器，更是科研工作者將實(shí)驗(yàn)構(gòu)想轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)的關(guān)鍵橋梁。它通過精密的機(jī)電控制，將看似簡單的物理過程標(biāo)準(zhǔn)化、可重復(fù)化，為生命微觀奧秘的探索和材料的制造提供了堅(jiān)實(shí)可靠的基礎(chǔ)工具。從經(jīng)典的神經(jīng)電生理到新興的單細(xì)胞分析、基因編輯領(lǐng)域，PC-100以其穩(wěn)定的性能、智能的自動(dòng)化和友好的設(shè)計(jì)，持續(xù)在科研幕后扮演著的“精密工匠"角色，助力一個(gè)又一個(gè)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的誕生。