化工儀器網(wǎng)
技術(shù)文章
超聲波細(xì)胞破碎儀原理及空化作用剖析
閱讀：4128 發(fā)布時(shí)間：2020-10-31在選購(gòu)和使用超聲波細(xì)胞破碎儀之前，我們有必要對(duì)其原理作一定的了解。今天，就簡(jiǎn)單說(shuō)說(shuō)這個(gè)問(wèn)題。
超聲波細(xì)胞破碎儀的原理并不是太神秘、太復(fù)雜。簡(jiǎn)單說(shuō)就是將電能通過(guò)換能器轉(zhuǎn)換為聲能，這種能量通過(guò)液體介質(zhì)而變成一個(gè)個(gè)密集的小氣泡，這些小氣泡迅速炸裂，產(chǎn)生的象小zha彈一樣的能量，從而起到破碎細(xì)胞等物質(zhì)的作用。
超聲波是物質(zhì)介質(zhì)中的一種彈性機(jī)械波，它是一種波動(dòng)形式，因此它可以用于探測(cè)人體的生理及病理信息，既診斷超聲。同時(shí)，它又是一種能量形式，當(dāng)達(dá)到一定劑量的超聲在生物體內(nèi)傳播時(shí)，通過(guò)它們之間的相互作用,能引起生物體的功能和結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，即超聲生物效應(yīng)。
超聲波破碎法介紹：
超聲波破碎法利用超聲波振蕩器發(fā)射的15-25kHz的超聲波探頭處理細(xì)胞懸浮液。 超聲波振蕩器有不同的類型，常用的為電聲型，它是由發(fā)生器和換能器組成，發(fā)生器能產(chǎn)生高頻電流，換能器的作用是把電磁振蕩轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng)。超聲波振蕩器以可分為槽式和探頭直接插入介質(zhì)兩種型式。
超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)是利用超聲波在液體中的分散效應(yīng)，使液體產(chǎn)生空化的作用，從而使液體中的固體顆?；蚣?xì)胞組織破碎。
預(yù)備好功能波動(dòng)的超聲波細(xì)胞破碎儀，然后將需求破碎的植物組織，植物組織，細(xì)菌或許病毒細(xì)胞水溶液丟到燒杯或者中，固定好支架，將超聲波細(xì)胞破碎儀固定在支架上，然后翻開(kāi)超聲波發(fā)作器，設(shè)定好任務(wù)時(shí)間，脈沖工作或者延續(xù)式工作，設(shè)定好工作功率或者工作振幅，超聲波細(xì)胞破碎儀就會(huì)開(kāi)機(jī)停止細(xì)胞破碎，依據(jù)詳細(xì)要求，處置一段時(shí)間后即可破碎完成。破碎完成后細(xì)胞內(nèi)容物就會(huì)破壁而出，流入到酒精或者水里。
超聲對(duì)細(xì)胞的作用主要有熱效應(yīng)，空化效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)。 熱效應(yīng)是當(dāng)超聲在介質(zhì)中傳播時(shí)，摩擦力阻礙了由超聲引起的分子震動(dòng)，使部分能量轉(zhuǎn)化為局部高熱(42-43℃)，因?yàn)檎＝M織的臨界致死溫度為45.7℃，而腫瘤組織比正常組織敏感性高，故在此溫度下腫瘤細(xì)胞的代謝發(fā)生障礙，DNA、RNA、蛋白質(zhì)合成受到影響，從而殺傷癌細(xì)胞而正常組織不受影響。
超聲波細(xì)胞破碎儀的空化作用
液體中的微小氣泡核在超聲波作用下產(chǎn)生振動(dòng)，當(dāng)聲壓達(dá)到一定值時(shí)，氣泡將迅速膨脹，然后突然閉合，在氣泡閉合時(shí)產(chǎn)生沖擊波，這種膨脹、閉合、振蕩等一系列動(dòng)力學(xué)過(guò)程稱超聲波空化作用。
超聲波能量足夠高時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生“超聲波空化”現(xiàn)象。存在于液體中的微小氣泡(空化核)在超聲場(chǎng)的作用下振動(dòng)、生長(zhǎng)并不斷聚集聲場(chǎng)能量，當(dāng)能量達(dá)到某個(gè)閾值時(shí)，空化氣泡急劇崩潰閉合的過(guò)程。