Rakustruktuuride lagunemist (lüüsi) ultraheli abil kasutatakse rakusiseste ühendite ekstraheerimiseks või mikroobide inaktiveerimiseks.
Taust
Mikrobioloogias on ultraheli seotud peamiselt rakkude purunemise (lüüsi) või lagunemisega (Allinger 1975). Vedelike ultraheliga kõrgel intensiivsusel tekitavad vedelasse keskkonda levivad helilained kõrgsurve (kokkusurumine) ja madalrõhu (haruldus) tsüklid vaheldumisi, sõltuvalt sagedusest. Madalrõhulise tsükli ajal tekitavad kõrge intensiivsusega ultrahelilained vedelikus väikesi vaakummulle või tühimikke. Kui mullid saavutavad mahu, milles nad ei suuda enam energiat neelata, varisevad nad kõrgsurvetsükli ajal ägedalt kokku. Seda nähtust nimetatakse kavitatsiooniks. Lõhkemise ajal saavutatakse lokaalselt väga kõrged temperatuurid (umbes 5000K) ja rõhud (umbes 2000atm). Kavitatsioonimulli sissetõmbamise tagajärjel tekivad vedelikujoad kiirusega kuni 280 m / s. Saadud nihkejõud lõhuvad raku ümbrise mehaaniliselt ja parandavad materjali ülekannet. Ultrahelil võib olla rakkudele hävitav või konstruktiivne toime, sõltuvalt kasutatavatest ultraheliparameetritest.
Rakkude lagunemine
Intensiivse ultraheliga töötlemisel võib rakkude lagunemise tagajärjel rakkudest või subtsellulaarsetest organellidest vabaneda ensüüme või valke. Sel juhul on lahustis lahustatav ühend suletud lahustumatu struktuuriga. Selle ekstraheerimiseks tuleb rakumembraan hävitada. Rakkude purunemine on tundlik protsess, kuna rakuseina võime taluda kõrget osmootset rõhku sees. Kõigi rakusiseste saaduste, sealhulgas rakujäänuste ja nukleiinhapete takistamatu vabanemise või toote denaturatsiooni vältimiseks on vajalik rakkude häire hea kontroll. Ultraheli toimib rakkude lagunemise hästi kontrollitava vahendina. Selleks tagavad ultraheli mehaanilised mõjud lahusti kiirema ja täieliku tungimise rakumaterjalidesse ning parandavad massiülekannet. Ultraheli abil saavutatakse lahusti suurem tungimine taime koesse ja parandatakse massiülekannet. Kavitatsiooni tekitavad ultrahelilained häirivad rakuseinu ja hõlbustavad maatriksi komp
