超聲波細胞破碎儀的工作原理跟用途

超聲波是物質(zhì)介質(zhì)中的一種彈性機械波，它是一種波動形式，因此它可以用于探測人體的生理及病理信息，既診斷超聲。同時，它又是一種能量形式，當達到一定劑量的超聲在生物體內(nèi)傳播時，通過它們之間的相互作用.超聲波是物質(zhì)介質(zhì)中的一種彈性機械波，它是一種波動形式，因此它可以用于探測人體的生理及病理信息，既診斷超聲。同時，它又是一種能量形式，當達到一定劑量的超聲在生物體內(nèi)傳播時，通過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。超聲對細胞的作用主要有熱效應，空化效應和機械效應。熱效應是當超聲在介質(zhì)中傳播時，摩擦力阻礙了由超聲引起的分子震動，使部分能量轉(zhuǎn)化為局部高熱（42-43℃），因為正常組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，從而殺傷癌細胞而正常組織不受影響?？栈窃诔曊丈湎拢矬w內(nèi)形成空泡，隨著空泡震動和其猛烈的聚爆而產(chǎn)生出機械剪切壓力和動蕩，使腫瘤出血、組織瓦解以致壞死。另外，空化泡破裂時產(chǎn)生瞬時高溫（約5000℃）、高壓（可達500×104Pa），可使水蒸氣熱解離產(chǎn)生.OH自由基和.H原子，由.OH自由基和.H原子引起的氧化還原反應可導致多聚物降解、酶失活、脂質(zhì)過氧化和細胞殺傷。機械效應是超聲的原發(fā)效應，超聲波在傳播過程中介質(zhì)質(zhì)點交替地壓縮與伸張構(gòu)成了壓力變化，引起細胞結(jié)構(gòu)損傷。殺傷作用的強弱與超聲的頻率和強度密切相關(guān)。
超聲波細胞破碎儀的原理并不是太神秘、太復雜。簡單說就是將電能通過換能器轉(zhuǎn)換為聲能，這種能量通過液體介質(zhì)(如水)而變成一個個密集的小氣泡，這些小氣泡迅速炸裂，產(chǎn)生的象一樣的能量，從而起到破碎細胞等物質(zhì)的作用(俗稱“空化效應")。
超聲波細胞粉碎機是利用一種超聲波在液體中產(chǎn)生空化效應的多功能、多用途的儀器；它能用于各種動植物細胞、病毒細胞、細菌及組織的破碎，也可用于各類無機物質(zhì)的破碎重組，同時可用來乳化、分離、勻化、提取、消泡清洗及加速化學反應等。超聲波細胞粉碎機有廣泛的用途，如:
1、超聲波提取生物納米（超聲波化學合成法）
超聲波化學反應中，起關(guān)鍵作用的是聲波的空化效應，在超聲波的輻照過程中，在液體里將發(fā)生空化氣泡的形成，長大和崩滅，當空化氣泡崩滅時產(chǎn)生一個覆蓋著的強壓力脈沖，產(chǎn)生許多*的性質(zhì)，例如產(chǎn)生高達5000K的高溫，大于200Mpa的壓力，這就是超聲波化學合成的能量來源，利用這些能量能在一些特殊粉末表面合成出納米粒子。
2、超聲波制藥
（1）注射用醫(yī)藥物質(zhì)的分散——將磷脂類與膽固醇混合用適當方法與藥物混合在水溶液中，經(jīng)超聲分散，可以得到更小粒子供靜脈注射。
（2）草藥提取——利用超聲分散破壞植物組織，加速溶劑穿透組織作用，提高中草藥有效成分提取率。如金雞納樹皮中全部生物堿用一般方法侵出需5小時以上，采用超聲分散只要半小時即可完成。
（3）制備混懸劑——在超聲空化和強烈攪拌下，將一種固體藥物分散在含有表面活性劑的水溶液中，可以形成1um左右口服或靜脈注射混懸劑。例“靜注喜樹堿混懸劑"“肝臟造影劑"、“硫酸鋇混懸劑"。
（4） 制備疫苗——將細胞或病菌借助于超聲分散將其殺死以后，再用適當方法制成疫苗。
3、超聲波對化妝品的分散
為了更進一步提取藥物精華和粒子微細化，并節(jié)約生產(chǎn)成本，達到分散、乳化效果，使化妝品更深入滲透到肌膚里層，讓肌膚很好的吸收，發(fā)揮藥物的效力和作用，采用超聲波乳化可達到非常理想的效果。采用超聲分散，則不需要使用乳化劑，就能使蠟及石蠟乳化、化妝水等油的微粒子分散。石臘在水中分散的粒子直徑可達1um以下。
4、超聲波對酒的醇化—催陳技術(shù)
一瓶美酒以它的酒味醇厚，綿軟柔和、芳香濃郁為人青睞，人們常用陳年老酒來形容酒的珍貴，一瓶上世紀的陳酒，標價幾萬元，其價格的含義在于時間的存放上。酒的主要控制因素是化學變化即酸的形成，并進一步酯化，酯參與乙醇和水的締合。剛出廠的酒含有戍醇，有辛辣味，這種氣味要經(jīng)過很長時間才能化解，這個緩慢變化稱酒的醇化。用功率1.6KW，頻率17.5-22KHZ的超聲波處理5-10min，可使酒的老熟時間縮短1/3到1/2。

因此超聲波細胞粉碎機可以并且已經(jīng)被廣泛用于生物化學、微生物學藥理學、物理學、動物學、農(nóng)學、醫(yī)學、制藥等領(lǐng)域的教學、科研、生產(chǎn)。