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超聲波是破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)的一種有效手段。該效應(yīng)可用于提取細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)。例如，從細(xì)胞基質(zhì)中提取淀粉。
超聲波在暴露的液體中產(chǎn)生交替的高壓和低壓。在低壓循環(huán)期內(nèi)，超聲波在液體中產(chǎn)生真空小氣泡，在高壓循環(huán)過程中真空小泡劇烈的破裂，這種顯現(xiàn)被稱為空化?？栈瘹馀莸膬?nèi)爆引起強(qiáng)烈的流體動(dòng)力剪切力。
剪切力可以將纖維，纖維狀的材料分解成細(xì)胞顆粒并破壞細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)。這將細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)，如淀粉和糖釋放到液體中。除此之外，細(xì)胞壁材料被破碎成小碎片。
該效果可以用于有機(jī)物的發(fā)酵、消化和其他轉(zhuǎn)換過程。在微磨和研磨之后，超聲波使更多細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，例如淀粉以及細(xì)胞壁碎片分別轉(zhuǎn)換為糖和酶。它還增加了在液化或糖化過程中接觸酶的表面積。這通常會(huì)增加酵母發(fā)酵和其他轉(zhuǎn)換過程的速度和產(chǎn)量，例如提高生物質(zhì)的乙醇產(chǎn)生。
通過超聲波分解細(xì)胞結(jié)構(gòu)(裂解)用于提取滅活微生物細(xì)胞內(nèi)的化合物。
當(dāng)以高強(qiáng)度超聲處理液體時(shí)，傳播到液體介質(zhì)中的聲波會(huì)產(chǎn)生交替的高壓 (壓縮) 和低壓 (稀疏) 循環(huán)，其速率取決于頻率。在低壓循環(huán)期間，高強(qiáng)度的超聲波會(huì)在液體中產(chǎn)生小的真空氣泡或空隙。當(dāng)氣泡達(dá)到不能再吸收能量的 體積時(shí)， 它們?cè)诟邏貉h(huán)中劇烈地坍塌，這種現(xiàn)象稱為空化。在爆炸期間，局部將達(dá)到非常高的溫度(約5，000K)和壓力(約2，000atm)。空化氣泡的崩潰也導(dǎo)致液體射流高達(dá)280m/s的速度，所產(chǎn)生的剪切力機(jī)械地破壞細(xì)胞膜并改善材料轉(zhuǎn)移。根據(jù)所采用的超聲波參數(shù)，超聲波對(duì)細(xì)胞有破壞性或建設(shè)性影響，取決于所使用的超聲參數(shù)。
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