超声波细胞破碎仪的原理、用途【莱恩德】

2024年08月21日 16:14:05人气：387来源：山东莱恩德智能科技有限公司

　　超声波破碎仪是一种利用超声波振动产生的高频机械波动力，对样品进行破碎、分散、乳化等处理的实验仪器。其基本原理可以归纳为以下几个步骤：

　　1.能量转换：超声波破碎仪首先将电能通过换能器(内部通常包含一个压电陶瓷晶体)转换为声能。当施加高频电压时，压电晶体会迅速振动，产生高频的超声波。

　　2.声能传播：产生的超声波能量通过液体介质进行传播。在这个过程中，超声波能量会导致液体中产生一系列的变化。

　　3.气泡形成与炸裂：超声波能量在液体中传播时，会形成密集的小气泡。这些小气泡在超声波的作用下迅速炸裂，产生类似小的能量。

　　4.生物效应：这些炸裂的气泡产生的能量会对细胞等物质产生破碎作用。具体表现为以下几种效应：

　　·热效应：超声在介质中传播时，摩擦力阻碍了由超声引起的分子震动，使部分能量转化为局部高热(约42-43℃)。虽然这个温度低于正常组织的临界致死温度，但可以对细胞产生一定影响。

　　·空化效应：在超声照射下，生物体内形成空泡。这些空泡震动和猛烈的聚爆会产生机械剪切压力和动荡，进而导致细胞杀伤、组织瓦解。特别地，空化泡破裂时产生的瞬时高温(约5000℃)和高压(可达500×10^4Pa)可以产生强烈的生物效应。

　　·机械效应：超声波在传播过程中介质质点交替地压缩与伸张，构成了压力变化，这种压力变化可以直接引起细胞结构损伤。

　　综上所述，超声波破碎仪通过超声波在液体中产生的机械振动高频能量，以及由此产生的热效应、空化效应和机械效应等生物效应，实现对细胞等物质的破碎作用。

　　超声波细胞破碎仪的用途

　　超声波破碎仪因其高效、快捷、安全的特点，被广泛应用于多个领域，包括但不限于：

　　1.生物学：用于细胞破碎，提取和纯化细胞内的蛋白质、DNA、RNA等生物分子。

　　2.医学：在结石治疗中，超声波破碎仪可用于将结石破碎成小颗粒，便于结石的排出和治疗。

　　3.化学：用于样品的分散、乳化，以及加速化学反应等。

　　4.材料科学：在纳米材料制备中，超声波破碎仪能够将大块材料破碎成纳米级的小颗粒，有利于材料的表面改性和性能优化。

　　5.其他应用：还可用于染色质免疫沉淀、化学催化、植物提取、水处理、固液系分散等多种领域。

　　总之，超声波细胞破碎仪是一种功能强大的实验仪器，其广泛的应用范围和高效的破碎能力使其成为科研和工业生产中的工具。

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