一、原理:
大功率超声波细胞破碎仪利用高频超声波振动产生的剪切力和压力作用于细胞,使其受到物理性的破坏。在破碎过程中,超声波会引起液体中的气泡不断形成并破裂,从而产生强大的局部压力,对细胞进行高效破碎。此外,超声波还能够加速化学反应、提高混合效果等。
超声波破碎仪设备:是利用物理技术,在化学反应的介质中产生一系列接近于的条件。这种能量不仅能够激发或促进许多化学反应、加快化学反应速度,甚至还可以改变化学反应的方向,产生一些效果。声化学可应用于几乎所有的化学反应,如萃取与分离、合成与降解、生物柴油生产、治理微生物、降解有毒有机污染物、生物降解处理、生物细胞粉碎、分散和凝聚,等等。
超声波由超声波振动部件和超声波驱动电源和反应釜三大部分构成:超声波振动部件主要包括大功率超声波换能器、变幅杆、工具头(发射头),用于产生超声波振动,并将此振动能量向液体中发射。换能器将输入的电能转换成机械能,即超声波。其表现形式是换能器在纵向作来回伸缩运动,振幅一般在几个微米。这样的振幅功率密度不够,是不能直接使用的。变幅杆按设计需要放大振幅,隔离反应溶液和换能器,同时也起到固定整个超声波振动系统的作用。工具头与变幅杆相连,变幅杆将超声波能量振动传递给工具头,再由工具头将超声波能量发射到化学反应液体中。
二、功能
1.超音波振动源(驱动电源):把50-60Hz的市电转化为高功率的高频率(15kHz—100kHz)电源,提供给换能器。
2.换能器(controller, transducer):把高频率电能转化为机械振动能。
3.变幅杆:联接并固定换能器与工具头,将换能器之振幅放大后传送到工具头。
4.工具头(导入杆):把机械能和压力传至工作物,同时也有振幅放大的功能。
5.连接螺栓:将以上各组件紧密地连接。
三、特点:
1、高效:能够快速、高效地破碎细胞和组织,使之释放出更多的生物活性物质;
2、非接触式操作:无需使用机械力,通过超声波振荡来完成细胞破碎,可以避免样品污染和氧化损伤等问题;
3、可控性强:可通过调节功率、时间等参数来实现对破碎效果的精确控制;
4、适用范围广:可用于研究多种类型的生物样品,如细胞、细胞核、细胞器、微生物等;
5、操作简单:相对于传统的细胞破碎方法,大功率超声波细胞破碎仪具有操作简单、易于掌握的优势。