超聲波細胞破碎儀是一種利用超聲波技術(shù)對生物細胞進行破碎和分散的設(shè)備。其工作原理是通過超聲波的機械剪切效應(yīng)和離子化效應(yīng)對生物細胞進行破碎和分散，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)域的實驗和應(yīng)用研究中。

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

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

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

　　離子化效應(yīng)：超聲波的振動可以導(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，并對細胞膜的完整性產(chǎn)生進一步的影響。

 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：負責(zé)將市電頻率的電能轉(zhuǎn)換成高頻高壓電信號。

　　2.換能器：將電信號轉(zhuǎn)換為機械振動，即聲波。

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

　　4.容器：裝有樣品的容器，直接接受超聲波的作用。

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

　　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)的分析和實驗提供樣品。

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

　　4.藥物傳遞研究：它即將藥物通過破碎的細胞膜送入細胞內(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：它通過破碎細胞膜和細胞器，釋放出蛋白質(zhì)，并進行后續(xù)的純化和分析。

　　1.樣品類型：考慮您將要處理的樣品類型。不同的細胞類型和樣品特性可能需要不同功率和頻率的超聲波細胞破碎儀。一些細胞可能對較高功率和頻率更敏感，而其他細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，從微升級別到升級別不等。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對破碎效果產(chǎn)生影響。較高的功率和頻率通常能夠更快地破碎細胞，但也可能對樣品造成較大的熱和機械應(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)備提供簡單的手動控制，而其他設(shè)備則具有更復(fù)雜的自動化功能和程序化操作。根據(jù)您的實驗需求和個人偏好，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)備提供適合您實驗需要的附件和配件。

　　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(小樣品用細探頭)，避免能量浪費或過度發(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)備長時間連續(xù)工作、散熱不良或通風(fēng)不暢。

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

　　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，必要時更換功率管。

　　5.設(shè)備無法啟動或顯示屏異常

　　●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)、破碎時間不足等。

　　●解決方法：根據(jù)機器的操作步驟進行運用，合理設(shè)置功率和破碎時間。