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超聲波細胞破碎儀利用高頻率的超聲波振蕩作用于細胞，產生劇烈的物理變化，如空化、壓縮和剪切等，導致細胞壁破裂、細胞膜破損、細胞核溶解，從而實現對細胞組織的破碎和細胞器的釋放。

超聲波細胞破碎儀利用超聲波在液體介質中的空化效應，將電能通過換能器轉換為聲能，形成高頻交變水壓，使腔體膨脹爆炸，從而起到破碎細胞等物質的作用。同時，超聲波的振動作用也會在液體中產生強大的剪切力和離子化效應，進一步破壞細胞膜和細胞結構，使細胞內容物釋放到溶液中。

大功率超聲波細胞破碎儀利用高頻超聲波振動產生的剪切力和壓力作用于細胞，使其受到物理性的破壞。

實驗級超聲波細胞破碎儀通過電能驅動換能器，將電能轉換為聲能。聲能進一步在液體介質中形成密集的小氣泡，這些小氣泡迅速炸裂，產生強烈的能量，從而實現對細胞、組織等物質的破碎作用。