Tecnologia bàsica de processadors d'ultrasons

El mecanisme fonamental d'un processador d'ultrasons és l'efecte de cavitació ultrasònica. El funcionament comença amb la unitat principal convertint l'energia elèctrica en un senyal elèctric d'alta-freqüència (normalment al voltant dels 20 kHz); aquest senyal impulsa els elements ceràmics piezoelèctrics dins del transductor, transformant l'energia elèctrica en vibracions mecàniques a la mateixa freqüència. Aquestes vibracions mecàniques són amplificades per una sonda (corna) i transmeses a la punta, que queda immersa en la solució de la mostra.

A mesura que les ones ultrasòniques d'alta intensitat-es propaguen a través d'un medi líquid, es generen fases alternes de compressió i rarefacció. Durant la fase de rarefacció (-zona de baixa pressió), la pressió del líquid local baixa per sota de la seva pressió de vapor, provocant que el líquid es "esquiti" i es produeixi la formació de nombroses bombolles de cavitació de la mida de les micres-. A l'arribada de la fase de compressió posterior (zona-d'alta pressió), aquestes bombolles de cavitació col·lapsen i imploten ràpidament. En el moment en què una bombolla de cavitació col·lapsa, l'energia s'allibera en un minut d'espai, generant ones de xoc amb pressions locals que arriben fins a 1.000 atmosferes i micro-jets que viatgen a velocitats superiors als 400 km/h. Aquestes poderoses forces mecàniques actuen directament sobre les membranes cel·lulars o les parets cel·lulars de la mostra, provocant fatiga i ruptura, alliberant així el contingut intracel·lular. L'avantatge bàsic d'un disseny multi-canal rau en la integració de múltiples sondes ultrasòniques (cornes) per permetre el processament simultani i paral·lel de diverses mostres, oferint avantatges com ara un alt rendiment, una excel·lent reproductibilitat i un funcionament automatitzat.