超聲波細胞破碎儀的工作原理跟用途

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傳播時，通過它們之間的相互作用.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。
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換為聲能，這種能量通過液體介質(如水)而變成一個個密集的小氣泡，這些小氣泡迅速炸裂，產生的象一樣的能量，從而起到破碎細胞等物質的作用(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，在液體里將發生空化氣泡的形成，長大和崩滅，當空化氣泡崩滅時產生一個覆蓋著的強壓力脈沖，產生許多*的性質，例如產生高達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）注射用醫藥物質的分散——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，并節約生產成本，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
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被廣泛用于生物化學、微生物學藥理學、物理學、動物學、農學、醫學、制藥等領域的教學、科研、生產。