超聲波細胞破壁設備俗稱細胞粉碎機或細胞破碎機。超聲波細胞破碎機是利用了超聲波的空化作用。超聲波空化是將植物材料或組織破碎成更小的碎片的有效手段，也是纖維原纖化或植物提取物提取的有效手段。對新鮮或干燥的細胞材料的細胞壁進行超聲處理可能非常有選擇性，并且溶劑的選擇是分解的相關因素。

超聲波細胞破壁設備幾乎與任何溶劑兼容。在高壓循環(huán)期間，快速交替的液體壓力推動液體通過細胞膜，并在低壓（真空）循環(huán)期間從細胞中提取液體。這種情況每秒發(fā)生超過 20,000 次。反復的超聲空化應力削弱細胞結構，最終將細胞破裂成更小的碎片，從而快速有效地分解細胞。它的有效性使超聲處理成為一種分解強化技術。

超聲波破碎機在聲空化的基礎上工作。通過超聲波工具頭，高強度超聲波被傳輸?shù)揭后w、漿液、細胞懸液等介質(zhì)中。超聲波穿過液體，在那里產(chǎn)生交替的高壓和低壓循環(huán)。在低壓循環(huán)期間，會出現(xiàn)微小的真空氣泡，即所謂的空化氣泡。這些空化氣泡在幾個壓力周期內(nèi)增長，直到它們達到無法吸收更多能量的大小。此時，空化氣泡劇烈內(nèi)爆并產(chǎn)生局部條件，例如非常高的溫度、壓力和壓力差（由于高加熱/冷卻速率和壓力波動），微湍流和速度高達 180m/s 的液體流。

這些條件對介質(zhì)中的顆粒表現(xiàn)出顯著的機械效應，因為高速液體流會加速介質(zhì)中的顆粒，從而使顆粒發(fā)生碰撞。通過粒子間碰撞，固體物質(zhì)（例如，粒子、纖維、細胞）侵蝕、破碎并破碎成微米和納米尺寸的碎片。

細胞破碎是一種從細胞內(nèi)釋放和分離生物分子的技術或過程。超聲波是一種有效的方法，可以穿孔和破壞細胞壁和細胞膜，從而將細胞內(nèi)物質(zhì)和目標生物分子釋放到溶劑中。作為一種非加熱、溫和但高效的技術，超聲波破碎機在實驗室和工業(yè)中用于裂解細胞并生產(chǎn)高質(zhì)量的提取物。