超聲波在生物工程中的應(yīng)用

張濤

隨著科技的發(fā)展，超聲波技術(shù)受到愈加廣泛的關(guān)注，并且這一技術(shù)逐漸被應(yīng)用于各行各業(yè)中，其中生物工程就是應(yīng)用這一技術(shù)的行業(yè)。將超聲波技術(shù)應(yīng)用在生物工程中，對(duì)行業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展有著極大的幫助。本文主要對(duì)超聲波進(jìn)行分析，探究超聲波技術(shù)在生物工程中的應(yīng)用。

超聲波技術(shù)作為生物工程中經(jīng)常利用到的技術(shù)，可以應(yīng)用在生物研究、生產(chǎn)和檢測(cè)等方面，不僅具有良好的使用價(jià)值，而且還具有極大的優(yōu)勢(shì)，可以被廣泛應(yīng)用于生物工程中的各個(gè)方面，如果放棄對(duì)這一技術(shù)的有效應(yīng)用，會(huì)影響生物工程的發(fā)展進(jìn)程，對(duì)此，應(yīng)提高度這一技術(shù)的重視程度，實(shí)現(xiàn)對(duì)其合理的應(yīng)用。

1 超聲波簡述

超聲波屬于一手閏順率較高的聲波，不在人聽力接受范圍內(nèi)，其頻率通常在20000赫茲以上，有著方向性好、穿透力強(qiáng)和易于集中等特征，在使用超聲波技術(shù)工作時(shí)，還具有操作簡單和檢測(cè)范圍廣等特點(diǎn)，同時(shí)這一技術(shù)可用在距離測(cè)量、速度測(cè)量、自動(dòng)控制、清洗、制藥、粉碎和殺菌消毒等方面，使用范圍極廣。

2 超聲波技術(shù)的工作原理不側(cè)吏用優(yōu)勢(shì)

2.1 工作原理

超聲波是一種頻率下線遠(yuǎn)大于人耳聽覺的聲波，具有廣泛的用途。在使用這種聲波開展工作時(shí)，人們利用超聲波高敏感度的特性，檢測(cè)物體產(chǎn)生的震動(dòng)和聲音，以此來判斷物體的結(jié)構(gòu)、距離和形態(tài)等。同時(shí)在使用過程中，不僅可以對(duì)其形態(tài)等進(jìn)行判斷，而且還可以通過細(xì)微的差別，判斷出檢測(cè)的具體信息，并將其基本信息顯示出來。

2.2 使用優(yōu)勢(shì)

從超聲波的工作原理工可以看出，在實(shí)際使用中，其操作較為簡單，僅需在使用前利用相應(yīng)的設(shè)備將超聲波強(qiáng)度設(shè)計(jì)好即可，過程簡單極易操作。同時(shí)超聲波在使用時(shí)，受其高度敏感性的影響，即便是輕微的變化都會(huì)被有效的檢測(cè)出來，并且識(shí)別度極高，這就提高了超聲波技術(shù)檢測(cè)的準(zhǔn)確性。另外，超聲波技術(shù)屬于社會(huì)中利用較為廣泛的技術(shù)，經(jīng)常被使用在各個(gè)不同的領(lǐng)域，具有極高的使用價(jià)值，其而生物工程領(lǐng)域就是其中之一，涵蓋范圍極廣，這也就意味著這一技術(shù)可以應(yīng)用在更加廣闊的檢測(cè)范圍內(nèi)。

3 超聲波在生物工程中的應(yīng)用

3.1 在種子發(fā)芽方面的應(yīng)用

超聲波時(shí)生物工程中經(jīng)常運(yùn)用的一項(xiàng)技術(shù)，對(duì)推動(dòng)生物學(xué)發(fā)展具有重要作用。生物工程在使用這一技術(shù)時(shí)，可以應(yīng)用在檢測(cè)種子發(fā)芽狀況中，便于對(duì)種子進(jìn)行隨時(shí)檢測(cè)，提高的檢測(cè)的效率。一般來說，要加強(qiáng)對(duì)生物生長狀況的了解，就需要從早期就對(duì)其進(jìn)行觀察，而早期植物通常都位于土壤中，被土層覆蓋難以真實(shí)的觀察到其生長狀況，觀察效率低。而超聲波技術(shù)的應(yīng)用，就在很大程度上改善了這一局面，利用技術(shù)檢測(cè)可以精準(zhǔn)的捕捉到種子生長中發(fā)出的震動(dòng)和聲音，有效的反應(yīng)出其生長狀態(tài)。另外，超聲波技術(shù)還具有一定的生物學(xué)效應(yīng)，可以增加農(nóng)作物的產(chǎn)量和促進(jìn)沙地綠化。因此，在植物種子萌芽期，使用超聲波技術(shù)可以提高其發(fā)芽率和種子成活率，將其使用在農(nóng)業(yè)中可以幫助農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收。除此之外，使用這一技術(shù)可以增加細(xì)胞膜的通透性，增強(qiáng)細(xì)胞內(nèi)、外物質(zhì)的擴(kuò)散與流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)化，強(qiáng)化細(xì)胞代謝等。因此，超聲波技術(shù)還可以被應(yīng)用在動(dòng)物養(yǎng)殖中，比如，魚類養(yǎng)殖業(yè)。

3.2 對(duì)植物病菌、病毒檢測(cè)方面的應(yīng)用

在植物生長的過程中，經(jīng)常會(huì)遭受各種不同類型病菌和病毒的影響，導(dǎo)致生長質(zhì)量下降，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)增加植物的死亡率，甚至還也會(huì)波及周邊其他植物，造成大面積病毒，病菌破壞。因此，在面臨植物侵害時(shí)，必須要及時(shí)進(jìn)行處理，防范病毒侵害，這就應(yīng)注意加強(qiáng)對(duì)植物病菌和病毒的檢測(cè)和了解，而超聲波應(yīng)用，就可以為植物檢測(cè)提供便利。在應(yīng)用時(shí)可以對(duì)正常的植物進(jìn)行檢測(cè)，并記錄相關(guān)的數(shù)據(jù)，然后以此為依據(jù)，對(duì)其他相同種類的植物進(jìn)行檢測(cè)，一旦超聲波反饋出異常，就可以從反饋信息中掌握植物遭受的病毒侵害狀況及其相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，有助于技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)處理。

3.3 超聲波技術(shù)在植物基因檢測(cè)中的應(yīng)用

生物工程中，經(jīng)常會(huì)面臨植物優(yōu)良品種選擇的問題，如果僅憑種子表面狀態(tài)觀察難以真正了解種子的品質(zhì)。此時(shí)就需要通過基因檢測(cè)，來實(shí)現(xiàn)對(duì)品種狀況的了解，而要對(duì)植物基因?qū)嵤z測(cè)，就需使用超聲波技術(shù)。一般來說，在進(jìn)行植物基因檢測(cè)時(shí)，都會(huì)使用超聲波技術(shù)，這種方式對(duì)植物幾乎不存在危害，有著很高的使用價(jià)值。

3.4 生物活性物質(zhì)提取和生產(chǎn)方面的應(yīng)用

超聲波技術(shù)可以使用在液體、固體分散體系中，與經(jīng)常使用的攪拌和研磨粉碎方式相比，具有更強(qiáng)的粉碎效果，并且對(duì)其強(qiáng)度進(jìn)行合理的控制，還可以是實(shí)現(xiàn)選擇性粉碎，其效果極好，具有極強(qiáng)的優(yōu)越性。將其使用在活性物質(zhì)提取中，可在保證不傷害活性物質(zhì)的前提下，粉碎其他生物細(xì)胞，將酶等物質(zhì)提出來，通過超聲波粉碎方式，進(jìn)行大量提出作業(yè)，有助于增加活動(dòng)物質(zhì)的產(chǎn)量。

在使用超聲波時(shí)，合理的控制其強(qiáng)度，可以在保證細(xì)胞不被破壞的前提下，通過超聲照射提升其新陳代謝效率，幫助細(xì)胞實(shí)現(xiàn)快速生長。因此，如果將超聲波使用在細(xì)菌、藻類培養(yǎng)中，有助于增加其產(chǎn)量。

總而言之，超聲波技術(shù)作為一項(xiàng)具有極高使用價(jià)值的技術(shù)，將其應(yīng)用在生物工程中，進(jìn)行粉碎、發(fā)酵、乳化和探測(cè)等，既可以提高生物工程的工作效率，又可為相關(guān)人員提供更多便利，同時(shí)還有助于解決一些生物工程中難以進(jìn)行人工處理的問題，對(duì)促進(jìn)生物工程發(fā)展具有重要的意義。