جهاز تفتيت الخلايا بالموجات فوق الصوتية، جهاز تجانس بالموجات فوق الصوتية

يُولد مولد الموجات فوق الصوتية إشارات كهربائية عالية التردد (عادةً ما تزيد عن 20 كيلوهرتز)، تُنقل إلى المحول. يستخدم المحول تأثيرات كهرضغطية أو مغناطيسية انفعالية لتحويل الإشارات الكهربائية عالية التردد إلى اهتزازات ميكانيكية. يُضخم قضيب السعة الاهتزاز الميكانيكي ذي السعة الصغيرة الناتج عن المحول، ثم ينقله إلى مسبار الموجات فوق الصوتية (المعروف أيضًا باسم قالب الموجات فوق الصوتية). يُغمر مسبار الموجات فوق الصوتية في السائل المراد معالجته، ويتسبب اهتزازه عالي التردد في تكوين فقاعات صغيرة في السائل ونموها في منطقة الضغط السلبي للموجة الصوتية، ثم تنغلق بسرعة في منطقة الضغط الموجب (أي تأثير التجويف). تُطلق الطاقة الهائلة الناتجة عن تأثير التجويف على الفور، مُشكلةً موجات صدمية قوية ونفاثات دقيقة، تُمارس تأثيرات قص قوية، وتأثيرات تصادم، وتفتيت على الجسيمات والقطرات، وما إلى ذلك، في السائل، مما يُقلل من حجم الجسيمات ويُحقق التجانس. في الوقت نفسه، يمكن للتأثيرات الميكانيكية أيضًا أن تحرك وتشتت المواد في السوائل، مما يعزز عملية التجانس بشكل أكبر؛ الحرارة المتولدة أثناء هذه العملية (التأثير الحراري) صغيرة نسبيًا، ولكن في بعض الحالات يمكن أن يكون لها تأثير معين على درجة حرارة السائل.

جهاز التجنيس بالموجات فوق الصوتية هو جهاز يستخدم ظاهرة التجويف بالموجات فوق الصوتية، والتأثيرات الميكانيكية والحرارية في عمله. يُولّد مولده إشارات كهربائية عالية التردد، تُحوّل إلى اهتزازات ميكانيكية بواسطة محولات الطاقة، ثم تُضخّم بواسطة قضبان السعة، وتُطبّق على السوائل عبر مجسات الموجات فوق الصوتية. يستطيع الجهاز سحق جزيئات السائل وتفريقها واستحلابها، مما يحقق التجنيس والنقاء.

يتميز هذا المنتج بقدرة تجانس عالية تصل إلى مستوى النانومتر، ومعالجة لطيفة، وأقل ضرر ممكن للمواد الفعالة بيولوجيًا، وسهولة التشغيل، وصغر حجم الجهاز. ويُستخدم على نطاق واسع في الصيدلة الحيوية، والصناعات الغذائية، والصناعات الكيميائية، ومستحضرات التجميل، وغيرها من المجالات، مثل سحق الخلايا، وتحضير المستحضرات، وإنتاج المواد النانوية، وما إلى ذلك. ومع ذلك، فإن قدرته على المعالجة محدودة، ويولد حرارة أثناء التشغيل، ويؤثر على المواد الحساسة للحرارة، ويتطلب تكاليف عالية للمعدات والصيانة.

المستحضرات الصيدلانية الحيوية: تستخدم لتحليل الخلايا، وإطلاق المواد النشطة بيولوجيًا مثل البروتينات والإنزيمات وما إلى ذلك داخل الخلايا؛ تحضير حوامل الأدوية مثل الليبوسومات والجسيمات النانوية لتحقيق توصيل الأدوية المستهدف؛ تجانس المنتجات البيولوجية مثل اللقاحات لتحسين استقرارها وفعاليتها.

صناعة الأغذية: إنتاج الأطعمة المستحلبة، مثل المايونيز والقشدة وصلصة الشوكولاتة، لجعل المستحضرات أكثر استقرارًا ونعومة؛ تجانس عصير الفاكهة والمربى، وما إلى ذلك لتحسين المذاق والاستقرار؛ استخلاص المكونات الفعالة من الطعام، مثل الزيوت العطرية النباتية والأصباغ الطبيعية، وما إلى ذلك.

في الصناعات الكيميائية: تحضير المواد النانوية، مثل الجسيمات النانوية، والمستحضرات النانوية، وما إلى ذلك، والتحكم في حجم الجسيمات وتوزيع المواد؛ تشتيت الطلاءات والأحبار، وما إلى ذلك لتحسين جودة المنتج وأدائه؛ في صناعة البتروكيماويات، يتم استخدامه لتقليل اللزوجة وكسر مستحلبات النفط الخام.

صناعة مستحضرات التجميل: تحضير المستحضرات، وكريمات الوجه، والسيرومات، وغيرها من مستحضرات التجميل لجعل قوام المنتج أكثر تجانسًا ونعومة، وتحسين ثباته وامتصاصه؛ تشتيت واستحلاب مكونات مستحضرات التجميل لضمان جودة المنتج وفعاليته