超聲波細胞破碎儀的原理并不是太神秘、太復雜。簡(jiǎn)單說(shuō)就是將電能通過(guò)換能器轉換為聲能,這種能量通過(guò)液體介質(zhì)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)生的一樣的能量,從而起到破碎細胞等物質(zhì)的作用。
超聲波是物質(zhì)介質(zhì)中的一種彈性機械波,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,當達到一定劑量的超聲在生物體內傳播時(shí),通過(guò)它們之間的相互作用,能引起生物體的功能和結構發(fā)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(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(fā)生障礙,DNA、RNA、蛋白質(zhì)合成受到影響,從而殺傷癌細胞而正常組織不受影響??栈窃诔曊丈湎?,生物體內形成空泡,隨著(zhù)空泡震動(dòng)和其猛烈的聚爆而產(chǎn)生出機械剪切壓力和動(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可導致多聚物降解、酶失活、脂質(zhì)過(guò)氧化和細胞殺傷。機械效應是超聲的原發(fā)效應,超聲波在傳播過(guò)程中介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)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(guān)。
超聲波細胞破碎儀可以并且已經(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)、農學(xué)、醫學(xué)、制藥等領(lǐng)域的教學(xué)、科研、生產(chǎn)。
超聲波細胞破碎儀使用注意和儀器特點(diǎn):
功率表顯示的數值與電壓、變幅桿插入液面深度及負載與被破碎樣品的濃度、稠度有關(guān),電壓低于220V,變幅桿插入液面較深,負載濃度較大,顯示數值可能要稍小,反之稍高。
本機不需預熱,使用應有良好的接地。
采用無(wú)工頻變壓器開(kāi)關(guān)電源,在打開(kāi)發(fā)生器機殼后切勿亂摸,以防觸電。本儀器性能可靠,一般不易損壞。
在超聲破碎時(shí),由于超聲波在液體中起空化效應,使液體溫度會(huì )很快升高,用戶(hù)對各種樣品的溫度要多加注意。建議采用短時(shí)間(每次不超過(guò)5秒)的多次破碎,同時(shí)可外加冰浴冷卻。
嚴禁在變幅桿未插入液體內(空載)時(shí)開(kāi)機,否則會(huì )損壞換能器或超聲發(fā)生器。