超声波细胞粉碎机的原理

　　超声波是物质介质中的一种弹性机械波，它是一种波动形式，因此它可以用于探测人体的生理及病理信息，既诊断超声。同时，它又是一种能量形式，当达到一定剂量的超声在生物体内传播时，通过它们之间的相互作用，能引起生物体的功能和结构发生变化，即超声生物效应。

　　超声波细胞粉碎机对细胞的作用主要有热效应，空化效应和机械效应。

　　热效应是当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(42-43℃)，因为正常组织的临界致死温度为45.7℃，而肿瘤组织比正常组织敏感性高，故在此温度下肿瘤细胞的代谢发生障碍，DNA、RNA、蛋白质合成受到影响，从而杀伤癌细胞而正常组织不受影响。

　　空化效应是在超声照射下，生物体内形成空泡，随着空泡震动和其猛烈的聚爆而产生出机械剪切压力和动荡，使肿瘤出血、组织瓦解以致坏死。另外，空化泡破裂时产生瞬时高温(约5000℃)、高压(可达500×104Pa)，可使水蒸气热解离产生·OH自由基和·H原子，由·OH自由基和·H原子引起的氧化还原反应可导致多聚物降解、酶失活、脂质过氧化和细胞杀伤。

　　机械效应是超声的原发效应，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，引起细胞结构损伤。杀伤作用的强弱与超声的频率和强度密切相关。

超声波细胞粉碎机的功能

　　细胞破碎：

　　在超声波细胞粉碎机强烈的超声波作用下，细胞或亚细胞中的酶或蛋白质会因细胞分裂而释放。细胞分裂是一个敏感的过程，因为细胞壁能够承受体内的高渗透压力，对细胞分裂的力量大小必需受控，以避免细胞内不需要的物质释放，包括细胞碎片和核酸，或产生变性。

　　超声波是细胞分裂的一种可控手段。超声的机械效应能更快更全面地渗透到细胞材料中，并改善物质的转移。超声波能使在溶剂对植物组织中有更大的穿透能力，并能改善质量转移。超声波产生空化效应破坏细胞壁，促进基质成分的释放。

　　质量转移：

　　一般来说，超声能对细胞膜具有渗透性，并能显著降低细胞膜的选择性。超声的机械活动支持溶剂扩散到组织中。当超声通过空化效应的机械剪切力打破细胞壁时，它促进了从细胞到溶剂的转移。超声空化的粒子直径减小增加了固体与液相接触的表面积。

　　超声波与温度和压力的协同效应：

　　当与其他的KJ方法结合时，超声波往往更有效，例如:压力和超声结合，或者压力、温度、超声结合。建议使用超声与温度、或压力相结合的方法，处理枯草芽孢杆菌、芽孢杆菌、酿酒酵母和氧单胞菌。

　　过程开发：

　　与其他非热化过程不同，如高压水静压、压缩二氧化碳和超临界二氧化碳和高电场脉冲，超声波试验可以在实验室中很容易的得到，强度和空化特性可以很容易地适应特定的提取过程来达到特定的目标。振幅和压力可以在很大范围内变化，从而确定Z节能的提取装置。硬组织应在超声前进行浸渍、研磨或粉碎。

　　氧化：

　　在控制超声波细胞粉碎机超声强度下，超声波对生物转化和发酵的应用可能会导致生物进化的增强，这是由于诱导的生物效应和促进细胞大规模转移的原因。超声波对胆固醇对胆甾酮的氧化作用的影响。