在現代生物醫學、神經科學及材料科學的前沿研究中，許多突破都始于一個微米甚至納米尺度。這個，可能是一個用于記錄神經元電活動的玻璃微電極，也可能是一個向細胞核內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，作為經典型號PC-10的革新換代產品，憑借其自動兩級牽引功能、優異的操作友好性與出色的重現性，已成為許多實驗室制備關鍵耗材的核心設備。

本文將深入解析PC-100的設計原理、技術特點、應用場景及操作維護，展現這臺精密儀器如何將普通的玻璃毛細管，塑造成探索微觀世界的“利劍"。

一、 產品概述：經典設計的現代化演進

NARISHIGE PC-100是一款基于垂直重力原理的程控玻璃毛細管拉制儀。它繼承了前代產品PC-10穩定可靠的核心架構，并在人機交互、防塵設計及流程自動化方面進行了顯著優化，旨在為科研人員提供一種“簡單、實惠且高效"的微針制備解決方案。

其核心功能是，通過精準控制加熱與拉力，將外徑為1.0毫米至2.0毫米的硼硅酸鹽玻璃毛細管，拉制成直徑可從數十微米直至小于0.1微米的各式移液器或微電極。該設備兼容廣泛的電源（AC100-240V），功耗僅約70W，機身緊湊（205×190×185毫米），重量為3.45公斤，便于在實驗室工作臺上安置和使用。

二、 核心技術與工作原理

PC-100的工作原理本質上是熱拉伸工藝的精密實現。整個過程基于重力，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
設備工作時，操作者將一段玻璃毛細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，對玻璃管局部進行加熱至軟化點。此時，儀器釋放上方夾持機構，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，最終在預設條件下斷開，形成兩根符合要求的微針。

2. 核心技術：自動兩級牽引
這是PC-100區別于簡易拉針儀的關鍵功能，尤其對于制備電生理實驗（如膜片鉗）所需的復雜形狀至關重要。

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

• 兩步拉制：分兩個階段進行，每階段可采用不同的加熱溫度和拉力參數。階段將玻璃管預拉伸至一個中間直徑，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1微米）且幾何形狀一致的電極。PC-100可自動執行兩步程序，無需人工干預，確保了高級別實驗所需的高重復性。

3. 關鍵控制參數
用戶通過調節以下參數，可精確“定制"針尖形狀：

• 加熱器設置：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域范圍。

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

• 模式與時間：在屏幕上選擇一步或兩步模式，并可實時觀察整個拉制過程的運行時間，為參數優化提供直觀反饋。

三、 主要技術特點與改進

相較于前代PC-10，PC-100進行了一系列旨在提升用戶體驗和結果穩定性的改進：

• 增強的操作友好性：簡化了從參數設置到啟動的流程，屏幕信息顯示更為詳細和直觀，功能鍵布局經過重新設計，更加簡潔合理。

• 提升的實驗穩定性：

• 實時調節與安全安裝：在設置加熱參數時，加熱線圈不會立即工作，允許操作者隨時安全地安裝玻璃管。甚至玻璃管已就位后，仍可在線調節加熱參數，提高了實驗靈活性。

• 改進的防塵設計：亞克力防塵蓋的密封性得到增強，配合改進的軌道防塵結構，能有效減少環境中的灰塵、濕度對精密滑動部件和拉制過程的干擾，保障了設備的長期運行流暢度和拉針結果的重現性。

• 便捷的維護設計：優化的機械結構減少了因異物進入導致的故障，降低了日常維護的難度和頻率。

四、 廣泛的應用領域

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

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

• 顯微注射與操作：用于制作轉基因動物制備、核移植、細胞內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胞、微生物或納米顆粒的顯微操作針。

• 交叉學科與新興技術：其應用已擴展至微流控芯片中的微流道成型、3D生物打印的噴頭制備、細胞捕獲與切割系統的操作針，以及在材料科學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、維護與耗材

基本操作流程：

1. 準備：根據目標針尖形狀（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：將合適規格的玻璃毛細管（常用外徑1.0-1.5毫米）垂直裝入上下夾頭。

3. 參數設置：參考歷史成功參數或通過測試，在控制面板上設置加熱值，并安裝相應的砝碼組合（如對于需要更細的電極，可能使用更輕的砝碼）。

4. 拉制：關閉防塵蓋，啟動程序。設備將自動完成加熱、下拉、冷卻過程。屏幕會顯示運行時間。

5. 取出：程序結束后，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。

維護與耗材：

• 常規維護：保持設備清潔，尤其是導軌區域，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：

• 玻璃毛細管：包括有芯（用于電生理）和無芯（用于注射）多種規格（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：型號為PC-10H，屬于易損件，需定期更換。

注意事項：為保證拉制成功率和設備安全，在嘗試加工設備標稱范圍外（如不同材質或特殊外徑）的玻璃管前，建議咨詢廠家或專業技術支持人員。

結語

NARISHIGE PC-100多功能垂直拉拔器不僅僅是一臺儀器，更是科研工作者將實驗構想轉化為現實的關鍵橋梁。它通過精密的機電控制，將看似簡單的物理過程標準化、可重復化，為生命微觀奧秘的探索和材料的制造提供了堅實可靠的基礎工具。從經典的神經電生理到新興的單細胞分析、基因編輯領域，PC-100以其穩定的性能、智能的自動化和友好的設計，持續在科研幕后扮演著的“精密工匠"角色，助力一個又一個科學發現的誕生。