Ląstelių struktūrų suirimas (lizė) ultragarsu yra naudojamas ląstelių junginiams ekstrahuoti arba mikrobams inaktyvuoti.
Fonas
Mikrobiologijoje ultragarsas pirmiausia siejamas su ląstelių sutrikimu (lizės) ar suirimu (Allinger 1975). Skambinant skysčiams dideliu intensyvumu, skystoje terpėje sklindančios garso bangos sukelia pakaitomis aukšto slėgio (suspaudimo) ir žemo slėgio (retinimo) ciklus, kurių dažnis priklauso nuo dažnio. Žemo slėgio ciklo metu didelio intensyvumo ultragarso bangos skystyje sukuria mažus vakuumo burbuliukus ar tuštumą. Kai burbuliukai pasiekia tūrį, kuriame jie nebegali absorbuoti energijos, jie smarkiai žlunga aukšto slėgio ciklo metu. Šis reiškinys vadinamas kavitacija. Įsibrovimo metu vietoje pasiekiama labai aukšta temperatūra (apie 5000 K) ir slėgis (apie 2000 Atm). Dėl kavitacinio burbulo įsibrovimo skystos srovės gali judėti iki 280 m / s greičiu. Dėl to susidariusios šlyties jėgos mechaniškai sulaužo ląstelės gaubtą ir pagerina medžiagos perdavimą. Atsižvelgiant į naudojamus ultragarso parametrus, ultragarsas gali turėti destruktyvų arba konstruktyvų poveikį ląstelėms.
Ląstelių irimas
Esant intensyviam ultragarsiniam apdorojimui, ląstelės suyra iš ląstelių ar subcellulinių organelių gali išsiskirti fermentai ar baltymai. Šiuo atveju junginys, kuris turi būti ištirpintas tirpiklyje, yra uždarytas netirpioje struktūroje. Norint jį išgauti, reikia sunaikinti ląstelės membraną. Ląstelių ardymas yra jautrus procesas, nes ląstelės sienelė gali atlaikyti aukštą osmosinį slėgį viduje. Norint išvengti netrukdomo visų viduląstelinių produktų, įskaitant ląstelių šiukšles ir nukleorūgštis, išsiskyrimo ar produkto denatūracijos, būtina gerai kontroliuoti ląstelių pažeidimus. Ultragarsas tarnauja kaip gerai kontroliuojama priemonė ląstelių suirimui. Tam mechaninis ultragarso poveikis suteikia greitesnį ir visapusiškesnį tirpiklio įsiskverbimą į ląstelių medžiagas ir pagerina masės perdavimą. Ultragarsu pasiekiamas didesnis tirpiklio įsiskverbimas į augalo audinį ir pagerinamas masės perkėlimas. Kavitaciją generuojančios ultragarso bangos sutrikdo ląstelių sienas ir palengvina matricos kompo išsiskyrimą
