一、核心結構：支撐“切削與進給”的機械基礎

 

全手動輪轉切片機的結構圍繞“如何讓刀片穩定切割標本、且每次切割后標本精準移動固定距離”設計，核心部件包括：

 

核心部件與功能作用的介紹分析

 

切片刀架：固定切片刀（通常為一次性或可重復打磨的鋼刀/玻璃刀），可調節刀片角度（如15°-20°，適配不同組織硬度）。

 

標本夾（樣品頭）：用于固定經石蠟包埋的組織塊（或其他標本），可360°旋轉、上下/前后微調，確保標本切面與刀片平行。

 

手動轉輪（驅動輪）：設備的動力輸入部件，操作人員轉動轉輪時，通過齒輪傳動帶動刀片和標本夾聯動。

 

進給機構（微動裝置）：核心精密部件，由齒輪、棘輪、刻度盤組成，負責每次切割后將標本夾向上“頂起”固定厚度（即“進給量”）。

 

厚度調節旋鈕：聯動進給機構，可手動設定切片厚度（通常范圍1-50μm，病理切片常用3-5μm），刻度盤精準顯示設定值。

 

底座與機架：提供穩定支撐，避免切割時設備晃動（穩定性直接影響切片厚度均一性）。

 

二、工作流程：“旋轉-切削-進給”的循環過程

 

全手動輪轉切片機的工作本質是**“刀片線性運動切割標本+標本間歇式精準進給”的循環**，具體步驟如下：

 

標本與刀片準備

 

將石蠟包埋的組織塊固定在標本夾上，通過微調標本夾，使組織塊的待切平面與切片刀的刀刃保持平行（若不平行，會導致切片厚薄不均）。

 

安裝切片刀至刀架，調節刀刃角度（軟組織角度稍小，硬組織角度稍大），并確保刀刃鋒利無缺口。

 

通過“厚度調節旋鈕”設定目標切片厚度（如4μm），此時進給機構已預設好每次的標本移動距離。

 

手動驅動與首次切削

 

操作人員順時針轉動手動轉輪，轉輪通過齒輪傳動系統帶動兩個關鍵動作：

 

刀片橫向運動：切片刀沿水平方向勻速劃過標本夾前方（或標本夾向刀片方向移動，不同機型設計略有差異）；

 

標本接觸刀片：標本夾帶著組織塊，在齒輪聯動下向刀片方向靠近，直至組織塊被鋒利的刀刃切割，形成第一片組織切片。

 

進給機構觸發與復位

 

當轉輪轉動至“最低點”（切削完成位置）時，進給機構的棘輪裝置被齒輪驅動，帶動標本夾向上“進給”設定好的厚度（如4μm）——這一步是保證切片厚度均一的核心：每次切削后，標本都精準升高固定距離，確保下一次切割的組織厚度完全一致。

 

操作人員繼續轉動轉輪至“最高點”，刀片與標本分離，完成一次“切削-進給”循環。

 

循環切片與收集

 

重復轉動轉輪，設備持續執行“刀片運動→切割→標本進給→復位”的循環，連續產出厚度均一的組織切片，切片會因刀刃的張力或設備自帶的“切片托”（如毛筆、載玻片）被收集，用于后續染色、鏡檢等步驟。

 

三、關鍵原理：決定切片質量的2個核心邏輯

 

全手動輪轉切片機的精度和穩定性，依賴兩個關鍵機械原理的協同：

 

1.進給機構的“棘輪-棘爪”精密控制

 

進給機構是全手動機型的“靈魂”，其核心是棘輪（帶均勻齒槽的圓盤）與棘爪（可卡入齒槽的金屬片）的配合：

 

每次轉輪轉動一周，齒輪帶動棘輪轉動一個“齒距”，而每個齒距對應標本夾上升的距離（即切片厚度）。通過調節厚度旋鈕，可改變棘爪與棘輪的咬合位置，從而改變每次轉動的齒距，實現1-50μm的厚度調節。

 

這種機械結構的優勢是“無電子元件依賴”，只要零件未磨損，進給精度即可長期保持穩定，這也是全手動切片機在基層實驗室仍被廣泛使用的原因之一。

 

2.刀片與標本的“相對勻速運動”

 

切片質量（是否完整、無褶皺）取決于切割瞬間刀片與標本的相對運動是否勻速：

 

手動轉輪的“轉動連貫性”直接影響刀片速度：若轉動過快或過慢、中途停頓，會導致刀片切割力不均，出現切片撕裂、褶皺；

 

設備的“機架剛性”決定穩定性：若底座不穩或齒輪存在間隙，切割時會產生振動，導致切片厚度波動（因此要求設備必須放置在平整、穩固的臺面上）。

 

總結

 

全手動輪轉切片機的工作原理可概括為：以手動轉輪為動力源，通過齒輪傳動實現刀片與標本的相對運動完成切削，再由棘輪式進給機構保證每次切削后標本精準進給固定厚度，最終通過循環操作獲得均一厚度的組織切片。其結構簡單、維護成本低、精度依賴機械加工質量，是病理診斷、生物學研究等領域“手動控制、精準切片”的經典設備。