超聲波對細(xì)胞的作用主要有熱效應(yīng),空化效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)。熱效應(yīng)是當(dāng)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?yàn)檎=M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(xì)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(xì)胞而正常組織不受影響。
空化效應(yīng)是在超聲照射下,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(jī)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(dá)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(yīng)可導(dǎo)致多聚物降解、酶失活、脂質(zhì)過氧化和細(xì)胞殺傷。
機(jī)械效應(yīng)是超聲的原發(fā)效應(yīng),超聲波在傳播過程中介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)交替地壓縮與伸張構(gòu)成了壓力變化,引起細(xì)胞結(jié)構(gòu)損傷。殺傷作用的強(qiáng)弱與超聲的頻率和強(qiáng)度密切相關(guān)。
超聲波細(xì)胞裂解儀的原理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)(如水)而變成一個個密集的小氣泡,這些小氣泡迅速炸裂,產(chǎn)生的象小大大的能量,從而起到破碎細(xì)胞等物質(zhì)的作用(俗稱“空化效應(yīng)”)。
超聲波細(xì)胞裂解儀是在液體中產(chǎn)生空化效應(yīng)的多功能、多用途的儀器;它能用于各種動植物細(xì)胞、病毒細(xì)胞、細(xì)菌及組織的破碎,也可用于各類無機(jī)物質(zhì)的破碎重組,同時可用來乳化、分離、勻化、提取、消泡清洗及加速化學(xué)反應(yīng)等。超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)有廣泛的用途,如: