Công nghệ cốt lõi của bộ xử lý siêu âm

Cơ chế cơ bản của bộ xử lý siêu âm là hiệu ứng tạo bọt siêu âm. Quá trình vận hành bắt đầu bằng việc thiết bị chính chuyển đổi năng lượng điện thành tín hiệu điện có tần số-cao (thường khoảng 20 kHz); tín hiệu này điều khiển các phần tử gốm áp điện bên trong đầu dò, biến đổi năng lượng điện thành các dao động cơ học ở cùng tần số. Những rung động cơ học này được khuếch đại bởi một đầu dò (còi) và truyền đến đầu nhọn, được ngâm trong dung dịch mẫu.

Khi sóng siêu âm cường độ-cao truyền qua môi trường lỏng, các pha nén và pha hiếm xen kẽ được tạo ra. Trong giai đoạn hiếm gặp (vùng áp suất-thấp), áp suất chất lỏng cục bộ giảm xuống dưới áp suất hơi của nó, khiến chất lỏng bị "xé toạc" và dẫn đến hình thành nhiều bong bóng tạo bọt có kích thước micron-. Khi đến giai đoạn nén tiếp theo (vùng áp suất-cao), các bong bóng tạo bọt này nhanh chóng sụp đổ và phát nổ. Thời điểm bong bóng tạo bọt sụp đổ, năng lượng được giải phóng trong một khoảng thời gian ngắn, tạo ra sóng xung kích với áp suất cục bộ lên tới 1.000 atm và các tia-vi mô di chuyển với tốc độ vượt quá 400 km/h. Những lực cơ học mạnh mẽ này tác động trực tiếp lên màng tế bào hoặc thành tế bào trong mẫu, gây mỏi và vỡ, từ đó giải phóng các chất nội bào. Ưu điểm cốt lõi của thiết kế đa kênh nằm ở việc tích hợp nhiều đầu dò siêu âm (còi) để cho phép xử lý đồng thời, song song nhiều mẫu, mang lại những lợi ích như thông lượng cao, khả năng tái tạo tuyệt vời và vận hành tự động.