超聲波對生物細胞有何作用

超聲波對生物細胞有何作用-混勻儀技術文章

超聲波是一種彈性機械波，同時，也是一種能量形式，當達到一定劑量的超聲在生物體內傳播時，通過它們之間的相互作用，能引起生物體的功能和結構發生變化。

超聲波對生物細胞的作用效應主要有熱效應、空化效應和機械效應三種。

1、熱效應：超聲在介質中傳播時，由于摩擦力對超聲引起的分子震動的的阻礙，使得超聲波的部分能量轉化為了局部熱能。

正常組織的臨界致死溫度為45.7℃，而對溫度較為敏感的腫瘤組織在此溫度下常常發生細胞的代謝障礙，使腫瘤組織的DNA、RNA、蛋白質等重要生物大分子的合成受到嚴重影響。醫學上利用超聲波對生物細胞的熱效應而發明的超聲波治療儀即是能對癌細胞產生殺傷作用卻不影響正常組織生理代謝。

2、空化效應：指在超聲作用下，生物體內的水分子會形成微小空泡，伴隨空泡生長和破裂產生的巨大機械剪切力和高溫，使腫瘤出血、組織瓦解以致壞死。另外，空化泡破裂時產生瞬時高溫（約5000℃）、高壓（可達500×104Pa），可使水蒸氣熱解離產生.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、脂質過氧化和細胞殺傷。

3、機械效應：是超聲引起的原發效應，超聲波在傳播過程中介質質點交替地壓縮與伸張構成了壓力變化，引起細胞結構損傷。超聲機械效應殺傷作用的強弱與超聲的頻率和強度密切相關。

利用超聲波對生物細胞的三大作用而發明的儀器設備廣泛應用于基礎研究領域的細胞破碎乳化、醫療系統的疾病診斷、超聲治療等各個行業領域。