Podstawowa technologia procesorów ultradźwiękowych

Podstawowym mechanizmem procesora ultradźwiękowego jest efekt kawitacji ultradźwiękowej. Działanie rozpoczyna się od przekształcenia przez jednostkę główną energii elektrycznej w-sygnał elektryczny o wysokiej częstotliwości (zwykle około 20 kHz). sygnał ten napędza piezoelektryczne elementy ceramiczne w przetworniku, przekształcając energię elektryczną w wibracje mechaniczne o tej samej częstotliwości. Te wibracje mechaniczne są wzmacniane przez sondę (róg) i przenoszone na końcówkę, która jest zanurzona w roztworze próbki.

Gdy fale ultradźwiękowe o wysokiej-intensywności rozchodzą się w ciekłym ośrodku, generowane są naprzemienne fazy kompresji i rozrzedzania. Podczas fazy rozrzedzania (strefa-niskiego ciśnienia) lokalne ciśnienie cieczy spada poniżej ciśnienia pary, powodując „rozdrabnianie” cieczy i powstawanie licznych pęcherzyków kawitacyjnych-wielkości mikronów. Po nadejściu kolejnej fazy kompresji (strefa-wysokiego ciśnienia) te pęcherzyki kawitacyjne szybko zapadają się i implodują. W momencie zapadnięcia się bańki kawitacyjnej w ciągu minuty uwalniana jest energia, generując fale uderzeniowe o lokalnym ciśnieniu dochodzącym do 1000 atmosfer i mikro-dżety poruszające się z prędkością przekraczającą 400 km/h. Te potężne siły mechaniczne działają bezpośrednio na błony komórkowe lub ściany komórkowe w próbce, powodując zmęczenie i pęknięcie, uwalniając w ten sposób zawartość wewnątrzkomórkową. Podstawowa zaleta konstrukcji wielokanałowej- polega na integracji wielu sond ultradźwiękowych (rogów), aby umożliwić jednoczesne, równoległe przetwarzanie wielu próbek, oferując takie korzyści, jak wysoka przepustowość, doskonała powtarzalność i zautomatyzowane działanie.