超聲波破碎儀的原理和用途

        超聲波是物質(zhì)介質(zhì)中的彈性機(jī)械波。它是一種波動形式，因此可用于檢測人體的生理和病理信息，以及診斷超聲。同時(shí)，它也是一種能量形式。當(dāng)一定劑量的超聲波穿過身體時(shí)，它會通過它們之間的相互作用。超聲波是物質(zhì)介質(zhì)中的彈性機(jī)械波。它是一種波動形式，所以它可以用來檢測人體的生理和病理信息，以及診斷超聲。同時(shí)，它也是一種能量形式。當(dāng)一定劑量的超聲波在生物體內(nèi)傳播時(shí)，它們之間的相互作用會導(dǎo)致生物體的功能和結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，即超聲波的生物學(xué)效應(yīng)。超聲波對細(xì)胞的影響主要是熱效應(yīng)、空化效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)。熱效應(yīng)是超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，摩擦力阻礙了超聲波引起的分子振動，將部分能量轉(zhuǎn)化為局部熱療（42-43℃），因?yàn)檎＝M織的臨界致死溫度為45.7℃ ，而腫瘤組織 正常組織是高度敏感的，所以在這個(gè)溫度下腫瘤細(xì)胞的代謝受到損害，DNA、RNA、蛋白質(zhì)的合成受到影響，從而在正常組織不受影響的情況下殺死癌細(xì)胞。空化效應(yīng)是生物體在超聲照射下形成空泡，空泡的振動和劇烈內(nèi)爆產(chǎn)生機(jī)械剪切壓力和湍流，使腫瘤出血，組織塌陷，導(dǎo)致壞死。此外，空化氣泡破裂時(shí)會產(chǎn)生瞬時(shí)高溫（約5000°C）和高壓（高達(dá)500×104Pa），可熱解離水蒸氣，產(chǎn)生.OH自由基和.H原子，它們由.OH 自由基和 .H.由原子引起的氧化還原反應(yīng)可導(dǎo)致聚合物降解、酶失活、脂質(zhì)過氧化和細(xì)胞殺傷。機(jī)械效應(yīng)是超聲波的主要效應(yīng)。超聲傳播過程中介質(zhì)粒子的交替壓縮和膨脹構(gòu)成壓力變化，對細(xì)胞結(jié)構(gòu)造成破壞。殺傷效果的強(qiáng)弱與超聲波的頻率和強(qiáng)度密切相關(guān)。
        超聲波細(xì)胞破碎儀的原理并不太神秘，也不太復(fù)雜。簡單的說就是通過換能器將電能轉(zhuǎn)化為聲能。這種能量通過液體介質(zhì)（如水）轉(zhuǎn)化為致密的小氣泡。這些小氣泡迅速破裂，像小zha彈一樣產(chǎn)生能量。對破碎細(xì)胞等物質(zhì)的影響（俗稱“空化效應(yīng)"）。
        超聲波細(xì)胞破碎機(jī)是一種利用超聲波在液體中產(chǎn)生空化作用的多功能、多用途儀器；可用于各種動植物細(xì)胞、病毒細(xì)胞、細(xì)菌和組織的粉碎也可用于各種無機(jī)物的粉碎和重組。還可用于乳化、分離、均質(zhì)、萃取、消泡、清洗，加速化學(xué)反應(yīng)。超聲波細(xì)胞破碎機(jī)用途廣泛，例如：
         1. 生物納米的超聲波提取（超聲波化學(xué)合成）
        在超聲波化學(xué)反應(yīng)中，聲波的空化效應(yīng)起著關(guān)鍵作用。在超聲波輻照過程中，液體中會發(fā)生空化氣泡的形成、生長和坍塌。當(dāng)空化氣泡破裂時(shí)，會產(chǎn)生強(qiáng)大的壓力脈沖，從而產(chǎn)生許多*的性能，如高達(dá)5000K的高溫和大于200Mpa的壓力。它是超聲波化學(xué)合成的能源。利用這種能量，可以在一些特殊粉末的表面合成納米粒子。
         2、超聲波制藥
        (1)注射用藥物物質(zhì)的分散，將磷脂和膽固醇與藥物通過適當(dāng)?shù)姆椒ㄔ谒芤褐谢旌稀３暦稚⒑罂傻玫礁〉念w粒用于靜脈注射。
         (2)草藥提取——利用超聲波分散破壞植物組織，加速溶劑對組織的滲透，提高中草藥有效成分的提取率。例如，一般方法需要5個(gè)多小時(shí)才能將金雞納樹皮中的所有生物堿侵入，而超聲波僅需要半小時(shí)即可完成分散。
         (3)混懸液的制備——在超聲空化和強(qiáng)烈攪拌下，將固體藥物分散在含有表面活性劑的水溶液中，形成1um左右的口服或靜脈混懸液。例子包括“靜脈內(nèi)喜樹堿懸浮液"、“肝臟造影劑"和“硫酸鋇懸浮液"。
         (4)疫苗的制備——細(xì)胞或病菌經(jīng)超聲波分散殺死后，可采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄖ瞥梢呙纭?/span>
         3. 超聲波分散化妝品
        為進(jìn)一步提取藥物精華，細(xì)化顆粒，節(jié)約生產(chǎn)成本，達(dá)到分散乳化的效果，使化妝品更深入皮膚，使皮膚吸收，發(fā)揮功效和作用。通過超聲乳化可以達(dá)到藥物的作用。超聲波分散不需要乳化劑，可以分散蠟和石蠟乳化、化妝品水和其他油性顆粒。分散在水中的石蠟粒徑可達(dá)1um以下。
         4、超聲波陳釀技術(shù)
        一瓶美酒以其醇厚、柔順、柔順、香氣濃郁而備受青睞。人們常用陳年酒來形容酒的珍貴。一瓶上世紀(jì)的老酒。價(jià)格上萬元，價(jià)格的意義在于時(shí)間的儲存。酒王控制因素是化學(xué)變化，即酸的形成和進(jìn)一步的酯化。酯參與乙醇和水的結(jié)合。剛出廠的酒含有酒精，有刺鼻的味道。這種氣味需要很長時(shí)間才能解決。這種緩慢的變化被稱為酒的醇厚。功率1.6KW、頻率17.5-22KHZ的超聲波處理5-10分鐘，可使葡萄酒的成熟時(shí)間縮短1/3～1/2。
        因此，超聲波細(xì)胞破碎機(jī)可以并且已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生物化學(xué)、微生物藥理學(xué)、物理學(xué)、動物學(xué)、農(nóng)學(xué)、醫(yī)學(xué)、藥學(xué)等領(lǐng)域的教學(xué)、科研和生產(chǎn)。