超声波细胞破碎仪的基本原理

  超声波细胞破碎仪是一种利用超声波振动产生的高频机械波动力，对样品进行破碎、分散、乳化等处理的实验仪器。其基本原理可以归纳为以下几个步骤：
  1、能量转换：超声波细胞破碎仪首先将电能通过换能器（内部通常包含一个压电陶瓷晶体）转换为声能。当施加高频电压时，压电晶体会迅速振动，产生高频的超声波。
  2、声能传播：产生的超声波能量通过液体介质进行传播。在这个过程中，超声波能量会导致液体中产生一系列的变化。
  3、气泡形成与炸裂：超声波能量在液体中传播时，会形成密集的小气泡。这些小气泡在超声波的作用下迅速炸裂，产生类似小炸弹的能量。
  4、生物效应：这些炸裂的气泡产生的能量会对细胞等物质产生破碎作用。具体表现为以下几种效应：
  5、热效应：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（约42-43℃）。虽然这个温度低于正常组织的临界致死温度，但可以对细胞产生一定影响。
  6、空化效应：在超声照射下，生物体内形成空泡。这些空泡震动和猛烈的聚爆会产生机械剪切压力和动荡，进而导致细胞杀伤、组织瓦解。特别地，空化泡破裂时产生的瞬时高温（约5000℃）和高压（可达500×10^4Pa）可以产生强烈的生物效应。

  7、机械效应：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，这种压力变化可以直接引起细胞结构损伤。

  综上所述，超声波细胞破碎仪通过超声波在液体中产生的机械振动高频能量，以及由此产生的热效应、空化效应和机械效应等生物效应，实现对细胞等物质的破碎作用。