单细胞有机体（微生物）含有半透性坚韧的细胞外壁，包围原浆（细胞）膜和细胞质。细胞质由核酸、蛋白、碳水化合物、脂质、酶、有机离子、维生素、色素、包涵体，以及80％的水组成。要从细胞内分离和提取任何这些成分，必须破碎细胞壁和原浆膜。有时细胞可以泌出所需要的物质，但是，在多数情况下，必须用超声波破碎细胞壁才可以放出这些物质。

典型地，在超声波处理时，样品中的分子运动一般地会引起温度上升，特别是在容积较小的情况下是这样的。因为高温降低空化作用，应当尽可能地保持样品低温，最好是刚好在冰点之上。这可以通过把样品浸入在冰盐水浴中达到。还可以通过使用脉动超声波，也就是说主样品承受几个短的超声波簇，使温升最小化。

只要有可能，应当把组织切得非常细小使之能够在水中移动。皮肤及肌肉之类的坚韧组织应当先用搅切机之类的均浆10秒钟，并且在超声波处理时封闭装在小容器中。如果对实验没有损害也可以采用冷冻后再磨碎的方法。如果希望不破坏亚细胞颗粒，应当把幅度设置得较低，而把处理时间相应地延长。

把样品插入至样品表面以下足够地深，以抑制气溶现象或者发泡现象。发泡可能会严重地降低空化作用并且可造成蛋白质变性。在没有起泡现象的低振幅设定下进行的处理比有起泡现象的高振幅设定下进行的处理有效得多。降低振幅，延长时间，使用较小的容器，以及降低液体的温度一般可以防止气溶现象和发泡现象。不要使用抗泡沫剂或者表面活性剂。

在空化时会形成自由基，如果任其积累，会与蛋白质、多糖及核酸反应严重地影响样品。尽管在短的处理时间一般不把自由基的形成看成问题，但是长时间的处理时添加自由基清除物，诸如N2O、半胱氨酸、还原谷胱甘肽、二硫苏糖醇或者其它SH化合物之类的，可能是有益的。用氦气及氢气之类的保防护性环境饱和样品或者在样品中投入小块干冰一般地会抑制自由基的形成。

因为最大的能量密度刚好在探头下面，必须把样品尽可能地靠近端头。液体容易处理，因为自由运动的细胞反复地在探头下面循环。然而固体易于被超声波排开，应当放在大得足以容下探头，却小得足以限制样品移动的容器中。对于小的样品推荐使用圆锥形试管。尽管塑料管就行，但是玻璃管或者不锈钢管通常比塑料管更加有效。
高粘度和高浓度会有困难。5,000CPS和15％的浓度可以当作极限。如果样品浓稠得不易倾倒或者不易流动，就太稠了不适于用超声波处理。

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