תעשיות מעבדה ועיבוד חומרים מודרניות מסתמכות יותר ויותר על אנרגיה אקוסטית כדי לטפל בעיבוד דגימות מורכבות בשלב נוזלי. קוויטציה אולטראסונית נמצאת בליבה של זרימות עבודה רבות בשימוש נרחב. כאשר אולטרסאונד בתדר גבוה מתפשט בתוך מדיה נוזלית, נוצרות אינספור בועות מיקרו, מתרחבות וקורסות באלימות בחלון זמן קצר. הקריסה המיידית יוצרת גלי הלם מקומיים עזים, סילוני מיקרו ואזורי מיקרו בלחץ גבוה חולפים בטמפרטורה גבוהה, המספקים כוח גזירה פיזי רב עוצמה לטיפול בדגימה.
אפקט קוויטציה כזה מאפשר תמוגה יעילה של תאים. גלי הלם אלימים קורעים את דפנות התא וממברנות התא, ומשחררים חומרים תוך תאיים. טכנולוגיה זו מאומצת באופן נרחב לטיפול מקדים בדגימות רקמות של חיידקים, פטריות ובעלי חיים במעבדות אוניברסיטאות ובמכונים ביו-פרמצבטיים. מעבר לשיבוש תאים ביולוגיים, כוח מכני המונע על ידי קוויטציה תומך גם בפיזור ננו-חומר. הוא שובר אגרופים של חלקיקים כדי להשיג פיזור חלקיקים אחיד בנשאים נוזליים, דבר שהוא קריטי למחקר חומרים מתקדם.
מלבד תמוגה של תאים ופיזור חלקיקים, הקוויטציה גם מניחה את הבסיס הפיזי לאמולסיפיקציה אולטראסונית במעבדה. כוח הגזירה החזק שנוצר על ידי קריסת בועות מערבב נוזלים בלתי ניתנים לערבב ליצירת מערכות מתחלבות יציבות, תוך הימנעות מחומרי שטח כימיים נוספים בתרחישים ניסויים רבים. לעתים קרובות חוקרים פורסים ציוד אולטראסוני מותאם אישית כדי להתאים את כוח הרטט, משך העיבוד ומפרטי הבדיקה בהתאם לצמיגות הדגימה, נפח ויעדי הניסוי. פרמטרים ניתנים לשינוי עוזרים למשתמשים למצוא איזון בין יעילות עיבוד והגנה על דגימות.
בהשוואה לערבוב מכאני מסורתי והומוגניזציה בלחץ גבוה, עיבוד המבוסס על קוויטציה מביא עוצמות ברורות. הוא מספק אנרגיה מקומית בעוצמה גבוהה מבלי לחמם יתר על המידה את מערכת הדגימה כולה, תומך בבדיקות אצווה ובנפחים קטנים, ומסתגל היטב למבחנים ביולוגיים, מיצוי מרכיבים צמחיים ומשימות הסרת גז נוזלי. ככל שדרישות העיבוד ברמת המעבדה ממשיכות לעלות, צוותי מו"פ נוספים משלבים תמוגה של תאים, פיזור ואמולסיפיקציה על-קולית בסט אחד של חומרה, חותכים את ההשקעה בציוד ומפשטים זרימות עבודה ניסיוניות.
עם איטרציה מתמשכת של מבני מתמר וקרן, טכנולוגיית הקוויטציה האולטרה-סונית תרחיב את גבול היישום שלה באנליזה ביולוגית, בפיתוח חומרים חדשים ובתחומי עיבוד מוקדם של דגימות.
Catalog
