Principios de la biología del asesinato sónico

El ultrasonido es una onda mecánica elástica en el medio material. Es una forma de onda, por lo que puede usarse para detectar información fisiológica y patológica del cuerpo humano, no solo para diagnóstico por ultrasonido. Al mismo tiempo, también es una forma de energía. Cuando una determinada dosis de ultrasonido se propaga en un cuerpo vivo, a través de la interacción entre ellos, el ultrasonido es una onda mecánica elástica en el medio material y es una forma de onda, por lo tanto, puede usarse para detectar información fisiológica y patológica del cuerpo humano. no sólo ultrasonido de diagnóstico. Al mismo tiempo, también es una forma de energía. Cuando una cierta dosis de ondas ultrasónicas se propaga en el cuerpo vivo, la función y estructura del ser vivo se puede cambiar mediante la interacción entre ellas, es decir, el efecto biológico ultrasónico. Los efectos de los ultrasonidos sobre las células incluyen principalmente efectos térmicos, efectos de cavitación y efectos mecánicos. El efecto térmico es que cuando las ondas ultrasónicas se propagan en el medio, la fricción dificulta la vibración molecular causada por las ondas ultrasónicas, convirtiendo parte de la energía en calor local elevado (42-43°C). Debido a que la temperatura letal crítica del tejido normal es de 45,7 °C y el tejido tumoral es más sensible que el tejido normal, el metabolismo de las células tumorales se ve obstaculizado a esta temperatura y la síntesis de ADN, ARN y proteínas se ve afectada, de modo que el tejido normal se puede matar sin afectar el tejido normal. El efecto de cavitación es la formación de vacuolas en organismos vivos bajo la irradiación de ondas ultrasónicas. Con la vibración y la violenta explosión de la cavitación, se generan turbulencias y presión de corte mecánico, lo que provoca sangrado del tumor, desintegración del tejido e incluso necrosis. Además, la alta temperatura instantánea (alrededor de 5000 °C) y la alta presión (hasta 500 × 104 Pa) generadas por el colapso de las burbujas de cavitación pueden provocar la descomposición térmica del vapor de agua. Oh radical y. átomos h y reacciones redox. Oh radical y. Los átomos h pueden provocar la degradación de polímeros, la inactivación de enzimas, la peroxidación de lípidos y la muerte celular. Los efectos mecánicos son los principales efectos del ultrasonido. Durante la propagación de ondas ultrasónicas, las partículas del medio se comprimen y expanden alternativamente, provocando cambios de presión y daños a las estructuras celulares. El efecto letal está estrechamente relacionado con la frecuencia y la intensidad de las ondas ultrasónicas.

El principio de la disrupción celular por ultrasonidos no es demasiado misterioso ni complicado. En pocas palabras, la energía eléctrica se convierte en energía sonora a través de un transductor, y esta energía se convierte en pequeñas burbujas densas a través de un medio líquido (como el agua). Estas pequeñas burbujas estallan rápidamente y generan energía como pequeñas bombas, rompiendo así células y otras sustancias (comúnmente conocido como "efecto cavitación").

La trituradora de células ultrasónica es un instrumento multifuncional de uso general que utiliza ondas ultrasónicas para producir un efecto de cavitación en líquidos. Puede usarse para triturar diversas células animales y vegetales, células virales, bacterias y tejidos. También puede usarse para triturar y reorganizar diversas sustancias inorgánicas. También puede usarse para emulsificación, separación, homogeneización, extracción, desespumado y limpieza. acelerar reacciones químicas. La trituradora de células ultrasónica tiene una amplia gama de usos, tales como:

1. Extracción ultrasónica de nanómetros biológicos (método de síntesis química ultrasónica)

En reacciones químicas ultrasónicas, el efecto de cavitación del sonido. Las ondas juegan un papel clave. Durante el proceso de irradiación ultrasónica, se formarán burbujas de cavitación, crecerán y colapsarán en el líquido. Cuando la burbuja de cavitación colapsa, se generará un fuerte pulso de presión cubierto, lo que producirá muchas propiedades únicas, como una temperatura alta de 5000 K y una presión superior a 200 Mpa. Esta es la fuente de energía de la síntesis química ultrasónica. Esta energía se puede utilizar para sintetizar nanopartículas en la superficie de algunos polvos especiales.

2. Productos farmacéuticos ultrasónicos

(1) Dispersión de sustancias farmacéuticas para inyección: mezclando fosfolípidos y colesterol con medicamentos en soluciones acuosas mediante métodos apropiados, y luego la dispersión ultrasónica puede obtener más gránulos pequeños. para inyección intravenosa.

(2) Extracción de hierbas medicinales chinas: utilice ondas ultrasónicas para dispersar y destruir el tejido vegetal, acelerar la penetración del disolvente en el tejido y mejorar la tasa de extracción de los ingredientes activos de la medicina herbaria china. Por ejemplo, se necesitan más de cinco horas para penetrar todos los alcaloides de la corteza de quina utilizando métodos habituales, pero sólo media hora para dispersarlos mediante ondas ultrasónicas.

(3) Preparación de la suspensión: bajo cavitación ultrasónica y agitación fuerte, el fármaco sólido se dispersa en una solución acuosa que contiene tensioactivo para formar una mezcla oral o intravenosa de aproximadamente 65438 ± 0 um. Los ejemplos incluyen suspensión intravenosa de camptotecina, medios de contraste hepáticos y suspensión de sulfato de bario.

(4) Preparación de la vacuna: después de usar ondas ultrasónicas para dispersar y matar células o gérmenes, utilice métodos adecuados para preparar las vacunas.

3. Dispersión ultrasónica de cosméticos

Para extraer aún más la esencia del medicamento y refinar las partículas, ahorrar costos de producción, lograr el efecto de dispersión y emulsificación, fabricar los cosméticos. Penetre más profundamente en la capa interna de la piel, lo que permite que la piel tenga una muy buena absorción, aprovechando al máximo la eficacia y el papel del fármaco, y la emulsificación ultrasónica puede lograr resultados muy ideales.

Con la dispersión ultrasónica, se pueden dispersar partículas finas de aceites como cera y emulsiones y emulsiones de parafina sin el uso de emulsionantes. El tamaño de partícula de la cera de parafina dispersada en agua puede alcanzar menos de 65438 ± 0 μm.

4. Tecnología de envejecimiento ultrasónico del vino.

La gente prefiere una botella de buen vino por su sabor suave, suave y rico aroma. La gente suele utilizar vino añejo para describir la preciosidad del vino. Una botella de vino añejo del siglo pasado cuesta decenas de miles de yuanes y su importancia radica en la conservación del tiempo. Los principales factores de control en el vino son los cambios químicos, es decir, la formación de ácidos y una mayor esterificación, donde los ésteres participan en la asociación de etanol y agua. El vino que acaba de salir de fábrica contiene alcohol y es picante, y el olor tarda mucho en disolverse. Este lento cambio se llama envejecimiento del vino. El tratamiento ultrasónico con una potencia de 1,6 KW y una frecuencia de 17,5-22 KHZ durante 5 a 10 minutos puede acortar el tiempo de envejecimiento del vino entre 1/3 y 1/2.

Por lo tanto, los trituradores de células ultrasónicos pueden y han sido ampliamente utilizados en la enseñanza, la investigación científica y la producción en los campos de la bioquímica, la farmacología microbiana, la física, la zoología, la agronomía, la medicina, la farmacia y otros campos.