深入了解下超聲波細胞粉碎儀的技術原理
瀏覽次數：2201更新日期：2024-03-11
超聲波細胞粉碎儀是利用超聲波在液體中的分散效應，使液體產生空化的作用，從而使液體中的固體顆粒或細胞組織破碎.超聲波細胞粉碎機由超聲波發生器和換能器二大部分組成。超聲波發生器將市電轉變成18-21KHz交變電能供給換能器。鋯鈦酸鋇壓電振子是換能器的心臟，它隨交變電壓以18-21KHz頻率作伸縮彈性形變，換能器隨之作縱向機械振動。振動波通過浸入在生物溶液中的鈦合金變幅桿產生空化效應，激發介質里的生物微粒劇烈振動。
超聲波是物質介質中的一種彈性機械波，它是一種波動形式，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，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，通過它們之間的相互作用能引起生物體的功能和結構發生變化，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中傳播時，摩擦力阻礙了由超聲引起的分子震動，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生障礙，DNA、RNA、蛋白質合成受到影響，從而殺傷癌細胞而正常組織不受影響。空化效應是在超聲照射下，生物體內形成空泡，隨著空泡震動和其猛烈的聚爆而產生出機械剪切壓力和動蕩，使腫瘤出血、組織瓦解以致壞死。另外，空化泡破裂時產生瞬時高溫(約5000℃)、高壓(可達500×104Pa)，可使水蒸氣熱解離產生.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、脂質過氧化和細胞殺傷。機械效應是超聲的原發效應，超聲波在傳播過程中介質質點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。
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