超聲波細胞破碎儀是基于超聲波在液體中的空化作用，換能器將電能量通過變幅桿在工具頭頂部液體中產(chǎn)生高強度的剪切力，形成高頻的交變水壓強，使空腔膨脹、爆炸將細胞擊碎。此外，由于超聲波在液體中傳播時產(chǎn)生劇烈地擾動作用，使顆粒產(chǎn)生很大的加速度，互相碰撞或與器壁碰撞而擊碎。該裝置可以使兩種（或兩鐘以上）不相溶液體混合均勻。因而能達到一般的機械攪拌或搗碎所達不到的效果。
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換為聲能，這種能量通過液體介質而變成個個密集的小氣泡，這些小氣泡迅速炸裂，產(chǎn)生的象小樣的能量，從而起到破碎細胞等物質的作用。
聲波是物質介質中的種彈性機械波，它是種波動形式，因此它可以用于探測人體的生理及病理信息，既診斷聲。同時，它又是種能量形式，當達到定劑量的聲在生物體內(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構發(fā)生變化，即聲生物效應。聲對細胞的作用主要有熱效應，空化效應和機械效應。熱效應是當聲在介質中傳播時，摩擦力阻礙了由聲引起的分子震動，使部分能量轉化為局部熱(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，故在此溫度下腫瘤細胞的代謝發(fā)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。空化效應是在聲照射下，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)生瞬時溫(約5000℃)、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、脂質過氧化和細胞殺傷。機械效應是聲的原發(fā)效應，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。殺傷作用的強弱與聲的頻率和強度密切相關。
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