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超聲波是一種有良好方向性的聲能，具有多種特性，廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。利用超聲波的機(jī)械振蕩及空化作用，可以實(shí)現(xiàn)對溶液、乳液、懸浮液等液體進(jìn)行超聲波分散、超聲波混勻、超聲波攪拌、超聲波破碎的目的。

圖1.非接觸式超聲波混勻樣本處理器原理

超聲波的空化作用是指當(dāng)超聲波在液體中，會使液體中的微泡發(fā)生振蕩運(yùn)動，在一定條件下，微泡會迅速增長然后突然閉合，從而產(chǎn)生并釋放出巨大的能量。當(dāng)超聲波通過液體時(shí)，液體各處的聲壓會發(fā)生周期性的變化，相應(yīng)地，液體中的空化核（微泡）也會隨著超聲頻率發(fā)生周期性的振蕩。在低聲強(qiáng)下，氣泡的徑向振蕩會受聲壓控制，微氣泡沿著平衡半徑做周期性的振蕩運(yùn)動（穩(wěn)態(tài)空化），在每一個(gè)振蕩的微氣泡周圍會產(chǎn)生輻射壓力和微束流。微束流能在氣泡表面附近會產(chǎn)生非常高的切變應(yīng)激力，使氣泡變形甚至破裂，可以導(dǎo)致臨近的細(xì)胞或生物大分子受到影響，從而產(chǎn)生一定的生物學(xué)效應(yīng)。隨著作用聲強(qiáng)增大，當(dāng)氣泡的振蕩幅度可以與其平衡尺寸相比擬時(shí)，氣泡的振動會轉(zhuǎn)而由其周圍媒質(zhì)的慣性所控制，空化核會在超聲場負(fù)壓相半周期迅速膨脹，而在正壓相半周期又會急劇收縮至內(nèi)爆，這種空化稱為瞬態(tài)空化或慣性空化。瞬態(tài)空化時(shí)氣泡振蕩十分猛烈，氣泡先是爆炸式膨脹，隨后又迅速萎陷。在最后的萎陷階段，會產(chǎn)生局部高溫、高壓的現(xiàn)象，伴隨著會有強(qiáng)大的沖擊波、高速微射流、自由基的產(chǎn)生，這種極端的物理?xiàng)l件和化學(xué)基團(tuán)的形成對正常的細(xì)胞結(jié)構(gòu)和酶的生物活性有著極大的破壞作用，對腫瘤細(xì)胞等可進(jìn)行有效的殺傷。

利用超聲波的這種特性，將其應(yīng)用在多種領(lǐng)域，衍生出了多樣的儀器設(shè)備。例如體外診斷領(lǐng)域所使用的的超聲波分散樣本處理器替代了傳統(tǒng)的機(jī)械方法對血液樣本等進(jìn)行超聲波混勻及超聲波破碎，是一種更加高效的處理方式。另外聚焦超聲還可以用于腫瘤治療（海扶超聲刀）、血栓消融以及燃脂拉皮等應(yīng)用。

圖2.東方金榮Siansonic的超聲波混勻換能器

北京東方金榮超聲Siansonic擁有近40年超聲波換能器研發(fā)及制造的經(jīng)驗(yàn)。我司的超聲波分散換能器已被多家國外分子診斷領(lǐng)域企業(yè)如美國Cepheid、比利時(shí)Biocartis等所長期采購。