超聲波細(xì)胞破碎儀是一種利用超聲波技術(shù)對(duì)生物細(xì)胞進(jìn)行破碎和分散的設(shè)備。其工作原理是通過超聲波的機(jī)械剪切效應(yīng)和離子化效應(yīng)對(duì)生物細(xì)胞進(jìn)行破碎和分散，廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、生物工程和生命科學(xué)等領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用研究中。

　　超聲波振蕩：超聲波細(xì)胞破碎儀通過超聲波振蕩器產(chǎn)生高頻的機(jī)械振動(dòng)。這種振動(dòng)通過傳導(dǎo)或輻射傳遞到樣品中。

　　機(jī)械剪切效應(yīng)：超聲波的振動(dòng)在樣品中引起劇烈的機(jī)械剪切力。這種機(jī)械剪切力可以破壞細(xì)胞膜的完整性，導(dǎo)致細(xì)胞的破碎和釋放細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)。

　　空化作用：超聲波的振動(dòng)還可以在液體中產(chǎn)生空化作用，即在振動(dòng)周期中形成和崩潰微小氣泡。當(dāng)這些氣泡崩潰時(shí)，產(chǎn)生的沖擊波和渦流會(huì)對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生額外的機(jī)械作用力，促進(jìn)細(xì)胞的破碎和混合。

　　離子化效應(yīng)：超聲波的振動(dòng)可以導(dǎo)致液體中的分子離子化。這種離子化效應(yīng)可以增加液體中的化學(xué)反應(yīng)速率，并對(duì)細(xì)胞膜的完整性產(chǎn)生進(jìn)一步的影響。

 超聲波空化效應(yīng)原理圖

　　主要組成部分：

　　1.超聲波發(fā)生器：負(fù)責(zé)將市電頻率的電能轉(zhuǎn)換成高頻高壓電信號(hào)。

　　2.換能器：將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動(dòng)，即聲波。

　　3.變幅桿：用于放大換能器產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)，并將振動(dòng)傳遞到液體介質(zhì)中。

　　4.容器：裝有樣品的容器，直接接受超聲波的作用。

　　1.細(xì)胞破碎和裂解：超聲波細(xì)胞破碎儀可用于破碎和裂解多種類型的生物細(xì)胞，包括細(xì)菌、酵母、真菌和植物細(xì)胞等。通過破壞細(xì)胞膜和細(xì)胞核，釋放細(xì)胞內(nèi)的生物分子，如蛋白質(zhì)、DNA、RNA和細(xì)胞器等。

　　2.DNA/RNA提取：它在分子生物學(xué)研究中廣泛應(yīng)用于DNA和RNA的提取。通過破碎細(xì)胞膜和核酸蛋白復(fù)合物，釋放出其中的DNA和RNA，為后續(xù)的分析和實(shí)驗(yàn)提供樣品。

　　3.細(xì)胞病理學(xué)研究：它可用于細(xì)胞病理學(xué)研究，包括細(xì)胞內(nèi)信號(hào)通路的研究、細(xì)胞凋亡機(jī)制的研究以及細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)相互作用的研究等。通過破碎細(xì)胞結(jié)構(gòu)，揭示細(xì)胞功能和病理過程的機(jī)制。

　　4.藥物傳遞研究：它即將藥物通過破碎的細(xì)胞膜送入細(xì)胞內(nèi)。這種方法可以提高藥物的透過性和吸收效率，為藥物療效的提高和治療方法的創(chuàng)新提供支持。

　　5.納米顆粒合成和分散：它通過超聲波的劇烈機(jī)械剪切和空化效應(yīng)，可以有效地分散納米顆粒，并在液體中合成納米材料。

　　6.蛋白質(zhì)提取和純化：它通過破碎細(xì)胞膜和細(xì)胞器，釋放出蛋白質(zhì)，并進(jìn)行后續(xù)的純化和分析。

　　1.樣品類型：考慮您將要處理的樣品類型。不同的細(xì)胞類型和樣品特性可能需要不同功率和頻率的超聲波細(xì)胞破碎儀。一些細(xì)胞可能對(duì)較高功率和頻率更敏感，而其他細(xì)胞則需要較低的功率和頻率。

　　2.樣品容量：確定您需要處理的樣品容量大小。儀器通常具有不同的處理容量范圍，從微升級(jí)別到升級(jí)別不等。選擇適當(dāng)?shù)娜萘糠秶梢源_保您能夠處理所需的樣品量。

　　3.功率和頻率：儀器的功率和頻率會(huì)對(duì)破碎效果產(chǎn)生影響。較高的功率和頻率通常能夠更快地破碎細(xì)胞，但也可能對(duì)樣品造成較大的熱和機(jī)械應(yīng)力。根據(jù)您的需求和樣品特性，選擇適當(dāng)?shù)墓β屎皖l率。

　　4.控制和操作：一些設(shè)備提供簡(jiǎn)單的手動(dòng)控制，而其他設(shè)備則具有更復(fù)雜的自動(dòng)化功能和程序化操作。根據(jù)您的實(shí)驗(yàn)需求和個(gè)人偏好，選擇適合您操作習(xí)慣的設(shè)備。

　　5.附件和配件：了解超聲波細(xì)胞破碎儀提供的附件和配件。一些設(shè)備可能附帶不同類型的探頭或處理杯，以適應(yīng)不同的樣品類型和容量。確保設(shè)備提供適合您實(shí)驗(yàn)需要的附件和配件。

　　6.品牌和可靠性：選擇品牌的設(shè)備可以提供更高的質(zhì)量和可靠性保證，以及更好的售后服務(wù)和技術(shù)支持。

　　使用Tips??：

　　1、??冰浴降溫??

　　→ 破碎時(shí)樣品置于冰浴中，避免高溫導(dǎo)致蛋白變性或樣品失活。

　　?2、探頭匹配樣品量??

　　→ 選擇直徑適配的探頭(小樣品用細(xì)探頭)，避免能量浪費(fèi)或過度發(fā)熱。

　　??3、脈沖模式+間歇操作??

　　→ 設(shè)定短脈沖(如工作2s/暫停1s)，減少連續(xù)超聲產(chǎn)熱，保護(hù)敏感樣品。

　　?4、避免氣泡干擾??

　　→ 探頭浸入液面1-2cm，超聲前離心去除氣泡，提升能量傳遞效率。

　　?5、及時(shí)清潔探頭??

　　→ 每次用后酒精擦拭，避免殘留腐蝕鈦合金探頭，延長(zhǎng)使用壽命!

　　常見的故障及其解決方法：

　　1.功率不穩(wěn)定

　　●可能原因：超聲波振蕩器故障、連接不良或表面污染。

　　●解決方法：檢查超聲波振蕩器的連接是否牢固，清潔振蕩器表面，去除污染物。

　　2.探頭溫度過高

　　●可能原因：設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作、散熱不良或通風(fēng)不暢。

　　●解決方法：讓設(shè)備休息一段時(shí)間，檢查設(shè)備的通風(fēng)情況，確保散熱系統(tǒng)正常運(yùn)作。

　　3.聲波頻率不穩(wěn)定

　　●可能原因：超聲波發(fā)生器故障、電源不穩(wěn)定或頻率設(shè)置不當(dāng)。

　　●解決方法：檢查超聲波發(fā)生器的電源連接是否正常，調(diào)節(jié)頻率設(shè)置。

　　4.輸出功率不足

　　●可能原因：超聲波探頭損壞、發(fā)生器設(shè)置不當(dāng)或功率管損壞。

　　●解決方法：檢查探頭是否完好無損，調(diào)節(jié)發(fā)生器的輸出功率設(shè)置，必要時(shí)更換功率管。

　　5.設(shè)備無法啟動(dòng)或顯示屏異常

　　●可能原因：內(nèi)部受潮、線路短路、顯示屏損壞或老化、連接線松動(dòng)等。

　　●解決方法：將設(shè)備擺放在烘箱中烘干，檢查線路連接情況，必要時(shí)更換顯示屏或連接線。

　　6.探頭位置不當(dāng)導(dǎo)致氣泡產(chǎn)生

　　●可能原因：探頭位置設(shè)置不當(dāng)。

　　●解決方法：調(diào)整探頭的位置，一般建議設(shè)置在距離底部一定距離的位置。

　　7.使用不當(dāng)導(dǎo)致的粉碎不干凈

　　●可能原因：使用不當(dāng)，如功率設(shè)置不當(dāng)、破碎時(shí)間不足等。

　　●解決方法：根據(jù)機(jī)器的操作步驟進(jìn)行運(yùn)用，合理設(shè)置功率和破碎時(shí)間。