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超聲波細(xì)胞破碎儀的工作原理和用途
閱讀：2910發(fā)布時(shí)間：2009-2-24
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(jī)械波,，它是一種波動(dòng)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,。
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,。空化效應(yīng)是在超聲照射下，生物體內(nèi)形成空泡,，隨著空泡震動(dòng)和其猛烈的聚爆而產(chǎn)生出機(jī)械剪切壓力和動(dòng)蕩,，使腫瘤出血、組織瓦解以致壞死,。另外,，空化泡破裂時(shí)產(chǎn)生瞬時(shí)高溫（約5000℃）、高壓（可達(dá)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(yīng)可導(dǎo)致多聚物降解、酶失活,、脂質(zhì)過氧化和細(xì)胞殺傷,。機(jī)械效應(yīng)是超聲的原發(fā)效應(yīng)，超聲波在傳播過程中介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)交替地壓縮與伸張構(gòu)成了壓力變化,，引起細(xì)胞結(jié)構(gòu)損傷,。殺傷作用的強(qiáng)弱與超聲的頻率和強(qiáng)度密切相關(guān)。
超聲波細(xì)胞破碎儀的原理并不是太神秘,、太復(fù)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(gè)個(gè)密集的小氣泡,，這些小氣泡迅速炸裂,，產(chǎn)生的象小炸彈一樣的能量，從而起到破碎細(xì)胞等物質(zhì)的作用（俗稱“空化效應(yīng)”）,。
超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)是利用一種超聲波在液體中產(chǎn)生空化效應(yīng)的多功能,、多用途的儀器；它能用于各種動(dòng)植物細(xì)胞,、病毒細(xì)胞,、細(xì)菌及組織的破碎，也可用于各類無機(jī)物質(zhì)的破碎重組,，同時(shí)可用來乳化,、分離、勻化,、提取、消泡清洗及加速化學(xué)反應(yīng)等,。超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)有廣泛的用途,，如:
1、超聲波提取生物納米（超聲波化學(xué)合成法）
超聲波化學(xué)反應(yīng)中,，起關(guān)鍵作用的是聲波的空化效應(yīng),，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(dāng)空化氣泡崩滅時(shí)產(chǎn)生一個(gè)覆蓋著的強(qiáng)壓力脈沖,，產(chǎn)生許多*的性質(zhì)，例如產(chǎn)生高達(dá)5000K的高溫,，大于200Mpa的壓力,，這就是超聲波化學(xué)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(dāng)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(shí)以上，采用超聲分散只要半小時(shí)即可完成,。
（3）制備混懸劑——在超聲空化和強(qiáng)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(xì)胞或病菌借助于超聲分散將其殺死以后,，再用適當(dāng)方法制成疫苗,。
3、超聲波對(duì)化妝品的分散
為了更進(jìn)一步提取藥物精華和粒子微細(xì)化,，并節(jié)約生產(chǎn)成本,，達(dá)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(dá)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(dá)1um以下,。
4,、超聲波對(duì)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(jì)的陳酒，標(biāo)價(jià)幾萬元,，其價(jià)格的含義在于時(shí)間的存放上,。酒的主要控制因素是化學(xué)變化即酸的形成，并進(jìn)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(shí)間才能化解,，這個(gè)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(shí)間縮短1/3到1/2。
因此超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)可以并且已經(jīng)被廣泛用于生物化學(xué),、微生物學(xué)藥理學(xué),、物理學(xué)、動(dòng)物學(xué),、農(nóng)學(xué),、醫(yī)學(xué)、制藥等領(lǐng)域的教學(xué),、科研,、生產(chǎn)。
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