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超聲波細胞破碎儀原理

 發布時間:2018-04-17 點擊量:1060
  超聲波細胞破碎儀是實驗室樣品前處理的常用設備之一,廣泛應用於納米行業、生物、化工、製藥、染料、光學、珠寶首飾、航天、五金、汽車製造等領域。
 
  超聲波細胞破碎儀主要應用:
 
  1、中藥提取,細胞,細菌,病毒組織的破碎。例如細胞內含物的萃取。
 
  2、物質顆粒的分散、勻質,以及產品的乳化。例如納米材料的分散(二氧化矽、二氧化碳、碳納米管、石墨烯等)。
 
  3、加速溶解,加速化學反應。例如用於化學合成。
 
  超聲波細胞破碎儀的原理並不是太神秘、太複雜。簡單說就是將電能通過換能器轉換為聲能,這種能量通過液體介質而變成一個個密集的小氣泡,這些小氣泡迅速炸裂,產生的象小炸彈一樣的能量,從而起到破碎細胞等物質的作用。
 
  超聲波是物質介質中的一種彈性機械波,它是一種波動形式,因此它可以用於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構發生變化,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生障礙,DNA、RNA、蛋白質合成受到影響,從而殺傷癌細胞而正常組織不受影響。空化效應是在超聲照射下,生物體內形成空泡,隨著空泡震動和其猛烈的聚爆而產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,空化泡破裂時產生瞬時高溫(約5000℃)、高壓(可達500×104Pa),可使水蒸氣熱解離產生.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、脂質過氧化和細胞殺傷。機械效應是超聲的原發效應,超聲波在傳播過程中介質質點交替地壓縮與伸張構成了壓力變化,引起細胞結構損傷。殺傷作用的強弱與超聲的頻率和強度密切相關。