AFA テクノロジー Adaptive Focused Acoustics

AFAテクノロジーは再現性の高い

効率的な超音波照射技術


Adaptive Focused Acousticsは、一極集中で超音波を照射する音響技術です。超音波照射位置と照射条件を厳密に制御することができ、DNAの断片化や難溶性化合物の溶解など様々なアプリケーションにて再現性の高い超音波処理を実現します。
アプリケーションの詳細に関してはコチラ をご覧ください。

ソニケーターの原理

ソニケーターと呼ばれる装置では、キャビテーションという物理現象を利用することで処理を行っています。溶液中を超音波が通過すると圧力変化が生じます。この圧力変化により、短時間の間に泡が発生・成長し、最終的に消滅する現象をキャビテーションと言います。一定の大きさまで成長した泡は周囲の水を巻き込む形で消滅し、この時生じる水流が超音波処理の原動力となっています。キャビテーションを発生させるためには溶液に対して約1MPaの圧力をかける必要があると言われています。

AFA テクノロジーの特徴

一極集中で超音波を照射

超音波は周波数が高くなるほど指向性が高くなる性質があります。一般的なソニケーターでは10 ~30 kHzの超音波を利用しています。

一方、AFA テクノロジーでは500kHz程の超音波を利用しています。さらに、パラボラアンテナの様な凹型の超音波発生部を採用したことで、米粒ほどの領域に一極集中で超音波を照射することが可能となりました。そのため、試料間での照射ムラが生じることはほとんど無く、再現性の高い超音波処理が可能です。

超音波照射条件を厳密に制御

キャビテーションを利用したサンプル処理では、超音波による溶液中の圧力変化により処理能力が変動します。そのため、安定した処理を行うためには超音波の照射条件を厳密に制御する必要があります。

AFAテクノロジーでは、超音波の照射強度、照射間隔、照射時間などを厳密に制御します。そのため、再現性の良い超音波処理が可能です。また、様々な超音波照射条件を設定できるため、幅広いアプリケーションでご活用いただけます。

試料温度の上昇を防ぎつつ効率的 / 強力な超音波処理が可能

図では、超音波処理の原動力となるキャビテーションを生じさせるために必要な超音波発生装置の出力を比較しています。一般的に、超音波発生装置の出力増大に伴い、試料温度は上昇します。試料温度の上昇は解析試料の変性や失活等の原因となるため、試料温度の上昇を防ぎつつ、超音波処理を実施することが理想です。

一極集中で超音波を照射することができるAFAテクノロジーでは、他のソニケーターに比べ低出力で超音波処理を実施することが可能です。そのため、AFAテクノロジーでは試料温度の上昇を最小限に抑えることができます。また、AFAテクノロジーでは出力を高めた場合でも試料温度の上昇を最小限に抑えることができるので、一般的なソニケーターよりも強力な超音波処理が可能です。

専用の消耗品でより効率的 / 再現性の高い超音波処理を実現

Covaris社では超音波処理中の温度上昇を防ぐため、また、再現性を高めるために専用のチューブを採用しています。

図は、超音波処理中に発生する熱をシミュレーションした結果です。AFAテクノロジーにより低出力で超音波処理を実施できることに加え、熱交換効率の高い専用チューブを使用することで試料温度の上昇を最小限に抑えることができます。

また、専用チューブを使用することで超音波の照射位置を固定することができ、再現性の高い超音波処理が可能となります。

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