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超聲波細胞破碎儀的工作原理

更新時間:2021-07-21      點擊次數(shù):2262
 超聲波細胞破碎儀就是將電能通過換能器轉(zhuǎn)換為聲能,這種能量通過液體介質(zhì)而變成一個個密集的小氣泡,這些小氣泡迅速炸裂,產(chǎn)生的像小炸彈一樣的能量,從而起到破碎細胞等物質(zhì)的作用。
 
原理
超聲波細胞破碎儀的原理并不是太神秘、太復雜。簡單說就是將電能通過換能器轉(zhuǎn)換為聲能,這種能量通過液體介質(zhì)而變成一個個密集的小氣泡,這些小氣泡迅速炸裂,產(chǎn)生的像小炸彈一樣的能量,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(nèi)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(jié)構(gòu)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,摩擦力阻礙了由超聲引起的分子震動,使部分能量轉(zhuǎn)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(nèi)形成空泡,隨著空泡震動和其猛烈的聚爆而產(chǎn)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(chǎn)生瞬時高溫(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,超聲波在傳播過程中介質(zhì)質(zhì)點交替地壓縮與伸張構(gòu)成了壓力變化,引起細胞結(jié)構(gòu)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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