[其他]超聲波細胞粉碎器

無效

• 申請號: 87213972
• 申請日: 1987-09-30
• 公開（公告）號: CN87213972U
• 公開（公告）日: 1988-05-04
• 發明（設計）人: 黃國祥;厲曉剛
• 申請（專利權）人: 寧波市華僑新技術實業有限公司
• 主分類號: B02C19/18
• 分類號: B02C19/18
• 代理公司: 寧波市專利事務所
• 代理人: 張剛

本發明涉及生物細胞的破碎處理，是利用超聲波空化效應對生物細胞進行破碎處理的裝置。

以往，對生物細胞進行破碎處理所使用的方法有機械破碎法、凍融破碎法、和化學反應破碎法，但這些方法存在有破碎效果不均一，重復性差，在處理中會引起細胞自身發生變質和破碎率低等缺點。

隨著生物工程、遺傳工程和生命科學的日益進步，需要有更先進的手段來破碎生物細胞，提取細胞內的小器官（如DNA和RNA）。由于強超聲波所產生的沖擊波足以消除液體內極微小的氣泡，所以，在對含有生物細胞的液體進行細胞粉碎處理時，其效應為其他方法所不及，有其獨特的優點，能克服上述其它方法所存在的缺點。

本發明的目的是提供一種利用超聲波在液體中的空化效應，對液體中的生物細胞進行破碎處理的超聲波細胞破碎器。它能一機適配多個探頭（變幅桿），調換探頭時拆裝方便，輸出功率多檔可調，在不同的多種工況下（如調換不同的處理槽、試液的粘度不同、液量的多少、使用不同的探頭等等），能始終使工作處于諧振狀態，工作中匹配良好。

本發明的技術解決方案：

本發明的超聲波細胞破碎器由超聲波振蕩器、超聲波“電－機”換能器和超聲波振幅放大器這三個主要的組成部分所組成。超聲波“電－機”換能器為縱向夾心式壓電型半波振子，發振元件采用壓電陶瓷片，也可采用壓電單晶。壓電元件從二面將電極夾持后構成一個半波振子，然后再在其后面蓋上后蓋板，在其前方是超聲波振幅放大器，采用中央單螺釘的固定方式以一定的預應力將三者夾緊。以中央電極為中心包括二邊的壓電元件夾攏后其總體厚度（即縱向長度）應等于基波波長的一半。超聲波振幅放大器為鈦合金制成的變幅桿，它與壓電半波振子的輸出面直接相連接，它的作用是接受、傳遞由半波振子產生的超聲波縱向振動。並且將超聲波的振幅在傳遞過程中放大，它自輸入面至輸出面沿縱向漸漸變細（橫截面逐漸變小），其縱向總長度等于奇數倍的四分之一基波波長。壓電振子與變幅桿的連接平面處于波節位置，而變幅桿的末端（浸入液體試料中）平面則應處于波腹位置。如果變幅桿是由多節組成的，各個變幅桿與變幅桿之間的連接平面應處在波腹位置，各段變幅桿的縱向尺寸相加后其總長應等于奇數倍的四分之一基波波長。超聲波振蕩器中有自動頻率跟蹤電路，它保證了在種種可能引起固有頻率發生漂移的工況下超聲波細胞粉碎器能始終維持住其諧振的工作狀態。由于上述各項措施，使整機在工作中匹配良好，超聲波傳輸效率高。變幅桿采用單級時要求其整體采用鈦合金，這樣效果良好，但成本高。為了降低成本，可以采用多級的形式，例如，當變幅桿為二級時，前級（與壓電振子直接相連）比較粗大，采用鋁合金制造，而末級（直接浸入液體試料中）變幅桿比較細小，采用鈦合金制造，這樣可使制造成本降低。采用二級變幅桿還有一個好處，就是它能滿足一機適配多個探頭（末級變幅桿）的要求。末級變幅桿與前級變幅桿之間是采用中央式單螺釘的固定方式，所以，在調換不同探頭時拆裝方便。對于不同數量和不同種類的細胞進行破碎處理時不僅要求調換不同的探頭，還要求不同的超聲功率，振蕩器中的功率調節電路塊能滿足這一要求。本發明的超聲波細胞破碎器功率大、探頭多，諧振狀態好、“電－聲”功率轉換率高，在使用時還可配備試樣處理槽致冷器（恒溫器）、探頭相對液面的高度調節器，以及將整機完全包封的一個隔音箱等輔助設備，從而解決了現有技術中的存在問題，實現了本發明的目的。

以下，結合實施例、按照附圖，對本發明進行詳述。

附圖說明：

圖1是超聲波細胞粉碎器的換能器和振幅放大器總成，反映縱向夾心式壓電振子和由二級變幅桿所組成的振幅放大器的結構。

圖2是階梯形外廓曲面的探頭。

圖3是雙曲懸鏈線外廓曲面的探頭。

圖4是圖1中的A－A向示圖。

圖5是超聲波細胞粉碎器的整機外形圖。