超聲波對生物細(xì)胞的用途你知道嗎

【導(dǎo)讀】隨著超聲在細(xì)胞水平生物效應(yīng)的深入研究，人們逐漸認(rèn)識(shí)到超聲對基因的轉(zhuǎn)錄、表達(dá)、蛋白質(zhì)的合成、細(xì)胞運(yùn)動(dòng)與粘附能力等方面的影響，并嘗試在分子層次上探討超聲生物效應(yīng)的作用機(jī)制。超聲生物作用除了導(dǎo)致細(xì)胞功能的改變外，較直接的影響就是造成細(xì)胞及其細(xì)胞器在形態(tài)的變化。通過它們之間的相互作用，能引起生物體的功能和結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。那么我們今天就來學(xué)習(xí)下超聲波對生物細(xì)胞的用途吧！

超聲波對生物細(xì)胞的作用效應(yīng)主要有熱效應(yīng)、空化效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)三種。
一、熱效應(yīng)：超聲在介質(zhì)中傳播時(shí)，由于摩擦力對超聲引起的分子震動(dòng)的的阻礙，使得超聲波的部分能量轉(zhuǎn)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(fā)生細(xì)胞的代謝障礙，使腫瘤組織的DNA、RNA、蛋白質(zhì)等重要生物大分子的合成受到嚴(yán)重影響。醫(yī)學(xué)上利用超聲波對生物細(xì)胞的熱效應(yīng)而發(fā)明的超聲波治療儀即是能對癌細(xì)胞產(chǎn)生殺傷作用卻不影響正常組織生理代謝。
二、空化效應(yīng)：指在超聲作用下，生物體內(nèi)的水分子會(huì)形成微小空泡，伴隨空泡生長和破裂產(chǎn)生的機(jī)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(shí)產(chǎn)生瞬時(shí)高溫（約5000℃）、高壓（可達(dá)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(yīng)可導(dǎo)致多聚物降解、酶失活、脂質(zhì)過氧化和細(xì)胞殺傷。
三、機(jī)械效應(yīng)：是超聲引起的原發(fā)效應(yīng)，超聲波在傳播過程中介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)交替地壓縮與伸張構(gòu)成了壓力變化，引起細(xì)胞結(jié)構(gòu)損傷。超聲機(jī)械效應(yīng)殺傷作用的強(qiáng)弱與超聲的頻率和強(qiáng)度密切相關(guān)。
利用超聲波對生物細(xì)胞的三大作用而發(fā)明的儀器設(shè)備應(yīng)用于基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的細(xì)胞破碎乳化、醫(yī)療療病系統(tǒng)的疾超診斷、治療聲超等各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域。
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