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的工作原理和用途

超聲波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。空化效應是在超聲照射下，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

張構成了壓力變化，引起細胞結構損傷。殺傷作用的強弱與超聲的頻率和強度密切相關。

超聲波細胞破碎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)生的象小炸彈一樣的能量，從而起到破碎細胞等物質(zhì)的作用(俗稱“空化效應”)。

超聲波細胞粉碎機是利用一種超聲波在液體中產(chǎn)生空化效應的多功能、多用途的儀器；它能用于各種動植物細胞、病

毒細胞、細菌及組織的破碎，也可用于各類無機物質(zhì)的破碎重組，同時可用來乳化、分離、勻化、提取、消泡清洗及

加速化學反應等。超聲波細胞粉碎機有廣泛的用途，如:

1、超聲波提取生物納米（超聲波化學合成法）

超聲波化學反應中，起關鍵作用的是聲波的空化效應，在超聲波的輻照過程中，在液體里將發(fā)生空化氣泡的形成，長

大和崩滅，當空化氣泡崩滅時產(chǎn)生一個覆蓋著的強壓力脈沖，產(chǎn)生許多獨特的性質(zhì)，例如產(chǎn)生高達5000K的高溫，大于

200Mpa的壓力，這就是超聲波化學合成的能量來源，利用這些能量能在一些特殊粉末表面合成出納米粒子。

2、超聲波制藥

（1）注射用醫(yī)藥物質(zhì)的分散——將磷脂類與膽固醇混合用適當方法與藥物混合在水溶液中，經(jīng)超聲分散，可以得到更

小粒子供靜脈注射。

（2）草藥提取——利用超聲分散破壞植物組織，加速溶劑穿透組織作用，提高中草藥有效成分提取率。如金雞納樹皮

中全部生物堿用一般方法侵出需5小時以上，采用超聲分散只要半小時即可完成。

（3）制備混懸劑——在超聲空化和強烈攪拌下，將一種固體藥物分散在含有表面活性劑的水溶液中，可以形成1um左

右口服或靜脈注射混懸劑。例“靜注喜樹堿混懸劑”“肝臟造影劑”、“硫酸鋇混懸劑”。

（4） 制備疫苗——將細胞或病菌借助于超聲分散將其殺死以后，再用適當方法制成疫苗。

3、超聲波對化妝品的分散

為了更進一步提取藥物精華和粒子微細化，并節(jié)約生產(chǎn)成本，達到分散、乳化效果，使化妝品更深入滲透到肌膚里

層，讓肌膚很好的吸收，發(fā)揮藥物的效力和作用，采用超聲波乳化可達到非常理想的效果。采用超聲分散，則不需要

使用乳化劑，就能使蠟及石蠟乳化、化妝水等油的微粒子分散。石臘在水中分散的粒子直徑可達1um以下。

4、超聲波對酒的醇化—催陳技術

一瓶美酒以它的酒味醇厚，綿軟柔和、芳香濃郁為人青睞，人們常用陳年老酒來形容酒的珍貴，一瓶上世紀的陳酒，

標價幾萬元，其價格的含義在于時間的存放上。酒的主要控制因素是化學變化即酸的形成，并進一步酯化，酯參與乙

醇和水的締合。剛出廠的酒含有戍醇，有辛辣味，這種氣味要經(jīng)過很長時間才能化解，這個緩慢變化稱酒的醇化。用

功率1.6KW，頻率17.5-22KHZ的超聲波處理5-10min，可使酒的老熟時間縮短1/3到1/2。

5、利用超聲波對硅垢的處理

因此超聲波細胞粉碎機可以并且已經(jīng)被廣泛用于生物化學、微生物學藥理學、物理學、動物學、農(nóng)學、醫(yī)學、制藥等

領域的教學、科研、生產(chǎn)。

在廢紙脫墨漿的生產(chǎn)中,為保證漿料及成紙的最終質(zhì)量及紙機的抄造要求,對膠粘物的去除率和油墨粒子殘留率兩項指

標均有嚴格要求，因此多數(shù)脫墨生產(chǎn)線采用了熱分散設備,用于將較大的膠粘物分解成肉眼看不到的小粒子并將未完全

脫離纖維的油墨粒子徹底脫除,以保證漿料質(zhì)量。為更好地提高漿料質(zhì)量,尤其是白度,大多數(shù)廢紙生產(chǎn)線都在熱分散前

添加化學品,如過氧化氫（漂白劑）、氫氧化鈉、硅酸鈉（穩(wěn)定劑）、EDTA等,以便通過熱分散的混合作用達到高溫高

濃漂白的目的。

硅垢形成原因分析

簡單地說，垢層的形成是由于硅酸鈉及水中鈣、鎂離子引起的。主要原因有以下幾點：

(1)硅酸鈉為強堿弱酸鹽，其溶液顯堿性，在熱分散溫度(90℃左右)較高的情況下，發(fā)生如下水解反應：

SiO3- + H2O = HSiO3- + OH-

HSiO3- + H2O =H2SiO3 + OH-

硅酸鈉水解后便生成穩(wěn)定的硅酸溶膠，這種溶膠迅速凝聚，逐漸凝結成一種果凍狀的膠狀物質(zhì)。在齒盤間隙一定的情

況下， 漿料能夠到達但摩擦力較小的地方,該區(qū)域會成為這種膠狀物及過量硅酸鈉沉積的地方， 逐漸形成垢層。

(2)在過氧化氫漂白中，當鈣、鎂離子同時存在時，硅酸鈉優(yōu)先與鎂離子反應生成硅酸鎂沉淀，這種沉淀物是柔性的、

滑石狀的，并不黏附于不銹鋼表面，但是硅酸鈣沉淀卻會沉積在金屬表面。由于廢紙生產(chǎn)線的前浮選脫墨過程中會加

入滑石粉（其主要成分是氯化鈣），這就使得硅酸鈉穩(wěn)定劑中的硅酸根離子，極易與漿料中的陽離子（主要是Ca2+）

反應，在高溫下產(chǎn)生及難容的垢層。利用超聲波對硅垢在液體中的沖擊波，再配合100度~300度以上液體環(huán)境，能使硅

垢大量的脫落，從延長齒盤的使用壽命。