超聲波破碎儀是一種利用超聲波在液體中產(chǎn)生空化效應(yīng)來破碎細(xì)胞,、組織或其他物質(zhì)的儀器。以下是其原理和用途的詳細(xì)介紹:
1,、原理
超聲波的產(chǎn)生:超聲波破碎儀由發(fā)生器和換能器組成,。發(fā)生器產(chǎn)生高頻電信號(hào),換能器將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動(dòng),,從而產(chǎn)生超聲波,。超聲波是一種頻率高于20kHz的聲波,具有能量集中,、方向性好等特點(diǎn)。
空化效應(yīng):當(dāng)超聲波在液體中傳播時(shí),,會(huì)引起液體分子的劇烈振動(dòng),,形成疏密相間的區(qū)域。在稀疏區(qū)域,,液體壓力降低,,當(dāng)壓力降低到一定程度時(shí),液體中會(huì)形成微小的氣泡,,這一過程稱為空化核的形成,。隨著超聲波的繼續(xù)作用,空化核迅速膨脹,,然后突然閉合,,產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊力和局部高溫高壓環(huán)境。這種空化效應(yīng)能夠破壞細(xì)胞的細(xì)胞壁,、細(xì)胞膜,,使細(xì)胞內(nèi)容物釋放出來,同時(shí)也能使大分子物質(zhì)斷裂成較小的片段。
2,、用途
細(xì)胞破碎:在生物學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,,常用于破碎細(xì)菌、酵母,、動(dòng)植物細(xì)胞等,,以便提取細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)、核酸,、酶等生物大分子,。例如,在基因工程中,,需要將含有目的基因的細(xì)胞破碎,,釋放出DNA進(jìn)行后續(xù)的操作。
組織勻漿:可用于將動(dòng)物組織或植物組織破碎成均勻的漿液,,便于進(jìn)行組織學(xué)分析,、生化檢測等。比如,,在研究動(dòng)物肝臟組織的代謝功能時(shí),,需要先將肝臟組織勻漿,然后測定其中各種酶的活性,。
生物大分子提?。河兄趶纳飿悠分刑崛『图兓鞍踪|(zhì)、核酸,、多糖等生物大分子,。通過超聲波破碎細(xì)胞或組織,可以使生物大分子從細(xì)胞內(nèi)釋放到溶液中,,再經(jīng)過后續(xù)的分離和純化步驟,,得到高純度的生物大分子。
納米材料制備:在材料科學(xué)領(lǐng)域,,可用于制備納米材料,。超聲波的空化效應(yīng)能夠在液體中產(chǎn)生局部的高溫高壓環(huán)境,促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行,,同時(shí)還能起到分散和細(xì)化顆粒的作用,,有助于制備出粒徑均勻、分散性好的納米材料,。
污水處理:利用超聲波破碎儀產(chǎn)生的超聲波可以降解污水中的有機(jī)污染物,。空化效應(yīng)產(chǎn)生的高溫高壓環(huán)境能夠使水分子裂解產(chǎn)生羥基自由基等強(qiáng)氧化性物質(zhì),,這些自由基可以將有機(jī)污染物氧化分解為二氧化碳和水等無害物質(zhì),,從而達(dá)到凈化污水的目的,。
相關(guān)產(chǎn)品
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