RU164783U1

RU164783U1 - CELL FOR ULTRASONIC RESEARCHES OF MICRO-OBJECTS

Info

Publication number: RU164783U1
Application number: RU2015123240/14U
Authority: RU
Inventors: Владимир Феликсович Королович; Антон Викторович Селифонов; Сергей Германович Сучков; Леонид Анатольевич Леонид Анатольевич Булавин; Максим Дмитриевич Мокроусов; Дмитрий Александрович Горин; Глеб Борисович Сухоруков
Priority date: 2015-06-17
Filing date: 2015-06-17
Publication date: 2016-09-20

Abstract

Ультразвуковая ячейка, содержащая ванну с оптически прозрачным дном и пьезоакустический излучатель, отличающаяся тем, что ячейка содержит второй пьезоакустический излучатель и два пьезоакустических приемника, при этом пьезоакустические излучатели образуют две смежные перпендикулярные друг другу стенки ванны, а приемники образуют две противоположные смежные стенки ванны, размещенные на оптически прозрачной пластине, являющейся дном ванны и установленной в прямоугольном отверстии центральной части радиатора, выполненного в виде прямоугольной металлической пластины, на противоположной стенкам стороне которой прикреплены два элемента Пельтье, при этом в ванне размещен термодатчик, а электровыводы в виде односторонних плат из текстолита с разводкой прикреплены к оптически прозрачной пластине.An ultrasonic cell containing a bath with an optically transparent bottom and a piezoacoustic emitter, characterized in that the cell contains a second piezoacoustic emitter and two piezoacoustic receivers, while the piezoacoustic emitters form two adjacent bath walls perpendicular to each other, and the receivers form two opposite adjacent bath walls located on an optically transparent plate, which is the bottom of the bath and installed in a rectangular hole in the central part of the radiator, made in the form of a straight a rectangular metal plate with two Peltier elements attached to the side of the walls, while the temperature sensor is placed in the bathtub, and electrical leads in the form of single-sided PCB boards with wiring are attached to the optically transparent plate.

Description

ЯЧЕЙКА ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ МИКРООБЪЕКТОВCELL FOR ULTRASONIC RESEARCHES OF MICRO-OBJECTS

Полезная модель относится к ультразвуковой технике, в частности к устройствам для ультразвуковых исследований микрообъектов в жидкости и может найти применение в медицине, биологии и нанотехнологиях, для исследования влияния ультразвука на микрообъекты.The utility model relates to ultrasound technology, in particular to devices for ultrasonic research of microobjects in liquids and can be used in medicine, biology and nanotechnology, to study the effect of ultrasound on microobjects.

Известно ультразвуковое исследование, например, полиэлектролитных микрокапсулы (Ultrasound stimulated release and catalysis using polyelectrolyte multilayer capsules / G. Skirtach, B.G. De Geest, A.A. Mamedov, A.A. Antipov, N.A. Kotov, G.B. Sukhorukov // J. Mater. Chem., 2007, Vol. 17, pp. 1050-1054; Nanocomposite Microcontainers with High Ultrasound Sensitivity / Tatiana A. Kolesnikova, Dmitry A. Gorin, Paulo Fernandes, Stefanie Kessel, Gennady B. Khomutov, Andreas Fery, Dmitry G. Shchukin and Helmuth Mohwald // Adv. Funct. Mater., 20, pp. 1189-1195) или микрочастиц на основе альгината (Nathaniel Huebsch, Ultrasound-triggered disruption and self-healing of reversibly cross-linked hydrogels for drug delivery and enhanced chemotherapy / PNAS. - 2014, Vol. 111, No. 27, pp. 9762)) в жидкости при заданных значениях температуры и плотности потока мощности ультразвука.Ultrasound stimulated release and catalysis using polyelectrolyte multilayer capsules / G. Skirtach, BG De Geest, AA Mamedov, AA Antipov, NA Kotov, GB Sukhorukov // J. Mater. Chem., 2007, Vol. .17, pp. 1050-1054; Nanocomposite Microcontainers with High Ultrasound Sensitivity / Tatiana A. Kolesnikova, Dmitry A. Gorin, Paulo Fernandes, Stefanie Kessel, Gennady B. Khomutov, Andreas Fery, Dmitry G. Shchukin and Helmuth Mohwald // Adv . Funct. Mater., 20, pp. 1189-1195) or alginate-based microparticles (Nathaniel Huebsch, Ultrasound-triggered disruption and self-healing of reversibly cross-linked hydrogels for drug delivery and enhanced chemotherapy / PNAS. - 2014, Vol . 111, No. 27, pp. 9762)) in a liquid at given temperature and density otok power ultrasound.

В известных реализациях ультразвуковых ячеек (ультразвуковых ванн) для исследования влияния ультразвука на микрообъекты в жидкости отсутствует сочетание визуализации воздействия ультразвука, контроля плотности потока мощности ультразвука и термостатирования жидкости, что влияет на:In known implementations of ultrasonic cells (ultrasonic baths) for studying the effect of ultrasound on micro objects in a liquid, there is no combination of visualization of the effect of ultrasound, control of the power flux density of ultrasound and thermostatic control of the liquid, which affects:

1) достоверность получаемых данных о влиянии ультразвука на микрообъекты;1) the reliability of the data on the effect of ultrasound on microobjects;

2) функциональные возможности ячеек;2) the functionality of the cells;

3) сферу их применения.3) the scope of their application.

Кроме того, большинство подобных устройств, работают в режиме кавитации (например, патент RU 2455086(13) С1 «Способ ультразвуковой кавитационной обработки жидких сред и расположенных в среде объектов»), что делает невозможным их применение в медицине и биологии, где параметры ультразвука ограничены «докавитационным режимом».In addition, most of these devices operate in cavitation mode (for example, patent RU 2455086 (13) C1 “Method for ultrasonic cavitation treatment of liquid media and objects located in the medium”), which makes them impossible to use in medicine and biology, where ultrasound parameters are limited "Pre-cavitation regime."

Известно устройство для ультразвуковой обработки объектов в жидкой среде (патент US 005133376 А). Это устройство содержит ультразвуковую ячейку (ванну), внутренний объем которой заполнен жидкой средой, в которой находятся объекты. Основа ячейки изготовлена из упругого материала, который позволяет передавать колебания от ультразвуковых излучателей, закрепленных на внешней поверхности ячейки, жидкой среде.A device for ultrasonic processing of objects in a liquid medium is known (patent US 005133376 A). This device contains an ultrasonic cell (bath), the internal volume of which is filled with the liquid medium in which the objects are located. The base of the cell is made of an elastic material that allows you to transmit vibrations from ultrasonic emitters, mounted on the outer surface of the cell, to the liquid medium.

Недостатками данной ультразвуковой ячейки являются:The disadvantages of this ultrasonic cell are:

1. Отсутствие контроля плотности потока мощности ультразвука во время эксперимента, что влияет на достоверность данных (в том числе воспроизводимость данных) о влиянии ультразвука на микрообъекты в течение цикла и от цикла к циклу, а также, ограничивает применение ячейки в медицине, биологии и нанотехнологиях, где важен контроль плотности потока мощности ультразвука и исследование в «докавитационном режиме».1. The lack of control of the power flux density of ultrasound during the experiment, which affects the reliability of the data (including data reproducibility) on the effect of ultrasound on micro objects during the cycle and from cycle to cycle, and also limits the use of cells in medicine, biology and nanotechnology , where it is important to control the power flux density of ultrasound and research in the "pre-cavitation mode".

2. Отсутствие визуализации влияния ультразвука на микрообъекты.2. The lack of visualization of the effect of ultrasound on microobjects.

3. Отсутствие системы термостатирования жидкости (включая отсутствие системы контроля температуры), не позволяет исследовать влияние ультразвука на микрообъекты при постоянной температуре жидкости (вследствие воздействия ультразвука жидкость нагревается, поэтому важно контролировать ее температуру и термостатировать жидкость). Это влияет как на достоверность получаемых данных о влиянии ультразвука на микрообъекты, так и ограничивает сферу применения ячейки, в частности при разработке методов высвобождения веществ из микроконтейнеров для целевой доставки препаратов в организме человека (где важны условия максимально приближенные к условиям человеческого организма, например, при температуре от 27°С до 42°С).3. The absence of a fluid temperature control system (including the lack of a temperature control system) does not allow one to study the effect of ultrasound on microobjects at a constant temperature of the liquid (due to the influence of ultrasound, the liquid heats up, so it is important to control its temperature and thermostat the liquid). This affects both the reliability of the data obtained on the effect of ultrasound on microobjects and limits the scope of the cell, in particular when developing methods for the release of substances from microcontainers for targeted drug delivery in the human body (where conditions as close as possible to the conditions of the human body are important, for example, when temperature from 27 ° C to 42 ° C).

Известна также ультразвуковая ячейка для ультразвуковых исследований микроконтейнеров в жидкой среде (Contrast agent-free sonoporation: The use of an ultrasonic standing wave microfluidic system for the delivery of pharmaceutical agents / Carugo D, Ankrett DN, Glynne-Jones P, Capretto L, Boltryk RJ, Zhang X, Townsend PA, Hill M. // Biomicrofluidics. - 2011. Vol. 5(4), pp. 44108-4410815. doi: 10.1063/1.3660352). Ультразвуковая ячейка содержит излучатель ультразвука, акустически контактирующий со стеклянным капилляром прямоугольной формы. Концы капилляра соединены через переходники с системой подачи жидкости, содержащей микрообъекты.Also known is an ultrasonic cell for ultrasonic testing of microcontainers in a liquid medium (Contrast agent-free sonoporation: The use of an ultrasonic standing wave microfluidic system for the delivery of pharmaceutical agents / Carugo D, Ankrett DN, Glynne-Jones P, Capretto L, Boltryk RJ Zhang X, Townsend PA, Hill M. // Biomicrofluidics. 2011, Vol. 5 (4), pp. 44108-4410815. Doi: 10.1063 / 1.3660352). The ultrasonic cell contains an ultrasound transducer that is acoustically in contact with a rectangular glass capillary. The ends of the capillary are connected through adapters to a fluid supply system containing microobjects.

Недостатками такой ультразвуковой ячейки являются:The disadvantages of such an ultrasonic cell are:

1. Отсутствие контроля плотности потока мощности ультразвука.1. Lack of control of ultrasonic power flux density.

2. Отсутствие системы термостатирования жидкости (включая систему контроля температуры).2. The lack of a fluid thermostat system (including a temperature control system).

Наиболее близким (прототип) к заявляемой полезной модели является ультразвуковая ячейка для исследования влияния ультразвука на микрообъекты в жидкости (Structural changes and imaging signatures of acoustically sensitive microcapsules under ultrasound / Mallika Sridhar-Keralapura, Shruthi Thirumalai, Maryam Mobed-Miremadi // Ultrasonics - 2013, Vol. 53. pp. 1044-1057, doi: 10.1016 / j. ultras. 2013.02.001). Ультразвуковая ячейка содержит пластиковую ванну с прозрачным дном, в которой находится ультразвуковой излучатель. Ультразвуковая ячейка устанавливается на предметный стол инвертированного микроскопа, что дает возможность визуализировать процесс влияния ультразвука на микрообъекты.The closest (prototype) to the claimed utility model is an ultrasonic cell for studying the effect of ultrasound on microobjects in liquids (Structural changes and imaging signatures of acoustically sensitive microcapsules under ultrasound / Mallika Sridhar-Keralapura, Shruthi Thirumalai, Maryam Mobed-Miremadi // Ultrasonics - 2013 , Vol. 53. pp. 1044-1057, doi: 10.1016 / j. Ultras. 2013.02.001). The ultrasonic cell contains a plastic bath with a transparent bottom, in which there is an ultrasonic emitter. An ultrasonic cell is mounted on an object table of an inverted microscope, which makes it possible to visualize the process of the influence of ultrasound on microobjects.

Недостатками этой ячейки являются:The disadvantages of this cell are:

1) Отсутствие термостатирования и контроля температуры жидкости;1) Lack of temperature control and temperature control of the liquid;

2) Отсутствие контроля плотности потока мощности ультразвука.2) Lack of control of ultrasonic power flux density.

Задачей технического решения является разработка конструкции ячейки, устраняющей недостатки известных конструкций, описанных выше.The objective of the technical solution is to develop a cell design that eliminates the disadvantages of the known structures described above.

Техническим результатом, на достижение которого направлена полезная модель, является расширение арсенала средств для ультразвуковых исследований микрообъектов.The technical result, the achievement of which the utility model is aimed at, is to expand the arsenal of tools for ultrasonic research of micro-objects.

Указанный технический результат достигается тем, что ультразвуковая ячейка, содержащая ванну с оптически прозрачным дном и пьезоакустический излучатель, согласно решению, содержит второй пьезоакустический излучатель и два пьезоакустических приемника, при этом пьезоакустические излучатели образуют две смежные перпендикулярные друг другу стенки ванны, а приемники образуют две противоположные смежные стенки ванны, размещенные на оптически прозрачной пластине, являющейся дном ванны и установленной в прямоугольном отверстии центральной части радиатора, выполненного в виде прямоугольной металлической пластины, на противоположной стенкам стороне которой прикреплены два элемента Пельтье, при этом в ванне размещен термодатчик, а электровыводы в виде односторонних плат из текстолита с разводкой прикреплены к оптически прозрачной пластине.The specified technical result is achieved in that the ultrasonic cell containing a bath with an optically transparent bottom and a piezoacoustic emitter, according to the solution, contains a second piezoacoustic emitter and two piezoacoustic receivers, while the piezoacoustic emitters form two adjacent bath walls perpendicular to each other, and the receivers form two opposite adjacent walls of the bath placed on an optically transparent plate, which is the bottom of the bath and installed in a rectangular hole in the center part of the radiator, made in the form of a rectangular metal plate, on the opposite side of the side of which two Peltier elements are attached, the temperature sensor is placed in the bath, and the electrical outputs in the form of single-sided PCB boards with wiring are attached to the optically transparent plate.

В предложенной конструкции ультразвуковой ячейки предусмотрены датчики для контроля параметров ультразвука, возможна визуализация влияния ультразвука на микрообъекты и решается задача термостатирования жидкости (включая контроль температуры жидкости).The proposed design of the ultrasonic cell provides sensors for monitoring the parameters of ultrasound, it is possible to visualize the effect of ultrasound on microobjects, and the problem of temperature control of the liquid (including monitoring the temperature of the liquid) is solved.

Поставленная задача решается тем, что ультразвуковая ячейка, содержащая ванну с оптически прозрачным дном и пьезоакустический излучатель, согласно решению дополнительно содержит второй пьезоакустический излучатель и два пьезоакустических приемника, при этом излучатели образуют две смежные перпендикуляные стенки ванны, а приемники образуют две противоположные смежные стенки ванны, ячейка содержит радиатор в виде прямоугольной металлической пластины с отверстием в центральной части, прикрепленный к дну ванны, два элемента Пельтье, прикрепленные к радиатору, а также термодатчик, размещенный в ванне.The problem is solved in that the ultrasonic cell containing a bath with an optically transparent bottom and a piezoacoustic emitter, according to the solution further comprises a second piezoacoustic emitter and two piezoacoustic receivers, while the emitters form two adjacent perpendicular bath walls, and the receivers form two opposite adjacent bath walls, the cell contains a radiator in the form of a rectangular metal plate with a hole in the central part, attached to the bottom of the bathtub, two Peltier elements, ikreplennye to the radiator, and temperature sensor disposed in the bath.

Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлено схематическое изображение ультразвуковой ячейки для исследования влияния ультразвука на микрообъекты (в разрезе); на фиг. 2 - схематическое изображение ультразвуковой ячейки для исследования влияния ультразвука на микрообъекты со стороны нагревательных элементов; на фиг. 3 - схематическое изображение ультразвуковой ячейки для исследования влияния ультразвука на микрообъекты со стороны ультразвуковых преобразователей; на фиг. 4 - кадры из видеозаписи влияния высокочастотного ультразвука (1,2 МГц, 0,3 Вт/см²) на водную суспензию полиэлектролитных микрокапсул оболочка которых содержит наночастицы оксида цинка.The utility model is illustrated by drawings, where in FIG. 1 is a schematic representation of an ultrasonic cell for studying the effect of ultrasound on microobjects (sectional view); in FIG. 2 is a schematic representation of an ultrasonic cell for studying the effect of ultrasound on micro objects from the side of the heating elements; in FIG. 3 is a schematic representation of an ultrasonic cell for studying the effect of ultrasound on micro objects from ultrasonic transducers; in FIG. 4 - frames from a video of the effect of high-frequency ultrasound (1.2 MHz, 0.3 W / cm ² ) on an aqueous suspension of polyelectrolyte microcapsules, the shell of which contains zinc oxide nanoparticles.

Позициями на чертежах обозначены:The positions in the drawings indicate:

1 - радиатор; 2 и 3 - термомодули; 4 - оптически прозрачная, термостойкая пластина; 5 и 6 - ультразвуковые излучатели; 7 и 8 - приемники ультразвука; 9 - жидкость с микрообъектами; 10 - датчик температуры; 11 и 12 - электровыводы.1 - radiator; 2 and 3 - thermal modules; 4 - optically transparent, heat-resistant plate; 5 and 6 - ultrasonic emitters; 7 and 8 are ultrasound receivers; 9 - liquid with microobjects; 10 - temperature sensor; 11 and 12 - electrical outputs.

Ультразвуковая ячейка (фиг. 1) содержит радиатор 1 представляющий собой металлическую пластину (например, из меди или латуни). В центральной части радиатора, выполнено прямоугольное отверстие, предназначенное для освещения области исследования. С одной стороны (фиг. 2), на радиаторе 1 размещены элементы Пельтье 2 и 3 посредством применения пайки или механического соединения с применением термопасты для улучшения теплопроводности между элементами Пельтье и радиатором. На другой стороне радиатора 1 (фиг. 3) сделана выборка, в которой размещена оптически прозрачная пластина 4, являющаяся дном ванны, изготовленная из термостойкого материала с хорошими диэлектрическими свойствами (например, минеральное стекло). На пластине 4 взаимопараллельно размещены пьезокерамические преобразователи 5, 6, 7, 8, которые образуют стенки ванны для жидкости с микрообъектами 9 (см. фиг. 3). Пьезокерамические преобразователи 5 и 6 используются для излучения ультразвука, а преобразователи 7 и 8 для приема. Размещение излучателя напротив приемника позволяет просто и надежно контролировать плотность потока мощности ультразвука. Для герметизации зазоров между пьезокерамическими преобразователями и их крепления к пластине 4 используется клей. В ванне для исследуемых образцов размещен термодатчик 10 (например, платиновое термосопротивление). Также, на пластине 4 находятся электровыводы 11 и 12, каждый из которых представляет собой одностороннюю плату из текстолита с разводкой под выводы с двух пьезокерамических преобразователей. Электровыводы крепятся к пластине 4 посредством применения клея.The ultrasonic cell (Fig. 1) contains a radiator 1 which is a metal plate (for example, copper or brass). In the central part of the radiator, a rectangular hole is made to illuminate the study area. On the one hand (Fig. 2), Peltier elements 2 and 3 are placed on the radiator 1 by applying soldering or mechanical bonding using thermal paste to improve the thermal conductivity between the Peltier elements and the radiator. On the other side of the radiator 1 (Fig. 3), a sample is made in which an optically transparent plate 4 is placed, which is the bottom of the bathtub, made of a heat-resistant material with good dielectric properties (for example, mineral glass). On the plate 4 piezoelectric transducers 5, 6, 7, 8 are mutually parallel placed, which form the walls of the liquid bath with micro-objects 9 (see Fig. 3). Piezoceramic transducers 5 and 6 are used to emit ultrasound, and transducers 7 and 8 for reception. Placing the emitter in front of the receiver allows you to simply and reliably control the power density of the ultrasound power. To seal the gaps between the piezoelectric transducers and their attachment to the plate 4, glue is used. In the bath for the samples under study, a temperature sensor 10 is placed (for example, platinum resistance). Also, on the plate 4 there are electrical leads 11 and 12, each of which is a one-sided PCB board with wiring for the conclusions from two piezoceramic transducers. The electrical leads are attached to the plate 4 by applying glue.

В качестве жидкости может применяться, например, вода, физраствор, гель для ультразвукового исследования и др.As a liquid, for example, water, saline, ultrasound gel, etc. can be used.

Для наблюдения воздействия ультразвука на микрочастицы ячейка помещается на стол микроскопа. Микроскоп снабжен видеокамерой, что позволяет фиксировать влияние ультразвука на микрообъекты.To observe the effect of ultrasound on the microparticles, the cell is placed on the table of the microscope. The microscope is equipped with a video camera, which allows you to record the effect of ultrasound on microobjects.

Существенные признаки заявляемой полезной модели:The essential features of the claimed utility model:

1. Первым отличительным признаком является то, что ячейка содержит два перпендикулярно расположенных излучателя ультразвука и два приемника, расположенных друг напротив друга, что позволяет увеличить и контролировать плотности потока мощности ультразвука во время проведения исследований в том числе, часть потока мощности, поглощенную микрообъектами в жидкости.1. The first distinguishing feature is that the cell contains two perpendicularly located ultrasound emitters and two receivers located opposite each other, which allows to increase and control the ultrasonic power flux densities during research, including the part of the power flux absorbed by micro-objects in the liquid .

2. Вторым существенным признаком полезной модели является то, что в предложенной конструкции ультразвуковой ячейки предусмотрены радиатор, элементы Пельтье и датчик температуры. Наличие этих элементов в предлагаемой конструкции ячейки позволяет термостатировать жидкость с микрообъектами.2. The second essential feature of the utility model is that the proposed design of the ultrasonic cell has a radiator, Peltier elements and a temperature sensor. The presence of these elements in the proposed cell design allows thermostatic fluid with microobjects.

Ультразвуковая ячейка работает следующим образом. Ультразвуковая ячейка помещается на стол микроскопа так, чтобы в прямоугольное отверстие радиатора, со стороны термомодулей, попадал свет прошедший конденсор микроскопа. В ванну, образованную ультразвуковыми излучателями и приемниками, помещают жидкость с микрообъектами. Жидкость термостатируется. Объектив микроскопа погружают в жидкость и фокусируют изображение микрообъектов. Затем включается видеокамера, включаются генератор ультразвуковых импульсов и осциллограф, контролирующий параметры ультразвука (частоту и амплитуду). Электрический сигнал от генератора ультразвуковых импульсов подается на ультразвуковые излучатели 5 и 6, которые возбуждают акустические волны в жидкости в направлении ультразвуковых приемников 7 и 8, соответственно. За счет такого расположения излучателей амплитуды ультразвуковых волн (А) в жидкости складываются (эффект суперпозиции волн) так, что в каждой точке жидкости амплитуда волн увеличивается в

. По измеренной осциллографом амплитуде ультразвука определяется плотность потока мощности ультразвука и часть потока мощности ультразвука поглощенной микрообъектами.The ultrasonic cell operates as follows. The ultrasonic cell is placed on the microscope table so that light passing through the microscope condenser enters the rectangular hole of the radiator, from the side of the thermal modules. In a bath formed by ultrasonic emitters and receivers, a liquid with micro-objects is placed. The fluid is thermostatically controlled. The microscope lens is immersed in a liquid and the image of microobjects is focused. Then the video camera turns on, the ultrasonic pulse generator and the oscilloscope that control the ultrasound parameters (frequency and amplitude) are turned on. The electric signal from the ultrasonic pulse generator is supplied to

ultrasonic emitters

5 and 6, which excite acoustic waves in the liquid in the direction of the ultrasonic receivers 7 and 8, respectively. Due to this arrangement of emitters, the amplitudes of the ultrasonic waves (A) in the liquid are added (the effect of superposition of the waves) so that at each point in the liquid the wave amplitude increases

. From the ultrasound amplitude measured by the oscilloscope, the ultrasound power flux density and the portion of the ultrasound power flux absorbed by the micro-objects are determined.

Настоящая полезная модель поясняется конкретным примером исполнения, который наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата. Ультразвуковая ячейка содержит медный радиатор, представляющий собой параллелепипед длиной 60 мм, шириной 40 мм и толщиной 5 мм. В центре радиатора выполнено отверстие прямоугольной формы (длиной 24 мм и шириной 20 мм). К одной из поверхностей радиатора присоедини элементы Пельтье. На противоположной поверхности радиатора сделана выборка под покровное стекло (размер покровного стекла: длина 48 мм, ширина 24 мм и толщина 0,18 мм). На покровном стекле в виде прямоугольника размещены четыре пьезокерамических преобразователя (рабочая частота 1,2 МГц), которые образуют ванну для жидкости с микрообъектами. Пьезокерамические преобразователе герметично соединены клеем. В ванне для исследуемых образцов размещен термодатчик (платиновое термосопротивление Pt100), который связан с блоком контроля температуры и термостатирования. Также, на стекле находятся две текстолитовые платы с медными контактами для подключения генератора и осциллографа.This utility model is illustrated by a specific example of execution, which clearly demonstrates the possibility of achieving the desired technical result. The ultrasonic cell contains a copper radiator, which is a parallelepiped 60 mm long, 40 mm wide and 5 mm thick. A rectangular hole (24 mm long and 20 mm wide) is made in the center of the radiator. Peltier elements are attached to one of the surfaces of the radiator. A sample was made for the cover glass on the opposite surface of the radiator (cover glass size: length 48 mm, width 24 mm and thickness 0.18 mm). Four piezoelectric transducers (working frequency 1.2 MHz) are placed on the coverslip in the form of a rectangle, which form a liquid bath with micro-objects. Piezoceramic transducers are hermetically connected by glue. In the bath for the samples under study, a temperature sensor (Pt100 platinum resistance) is placed, which is connected to the temperature control and temperature control unit. Also, on the glass there are two textolite boards with copper contacts for connecting a generator and an oscilloscope.

На фиг. 4 представлены кадры из видеозаписи влияния ультразвука на полиэлектролитные микрокапсулы оболочка которых содержит наночастицы оксида цинка (слева - изображение микрокапсул без ультразвука, справа - изображение микрокапсул находящиеся под воздействием ультразвука). На этом изображении видна множественная деструкция микрокапсул. В качестве жидкости использовалась вода.In FIG. Figure 4 presents frames from a video recording of the effect of ultrasound on polyelectrolyte microcapsules, the shell of which contains zinc oxide nanoparticles (on the left is an image of microcapsules without ultrasound, on the right is an image of microcapsules under the influence of ultrasound). In this image, multiple destruction of microcapsules is visible. Water was used as a liquid.

Предлагаемое решение позволяет расширить функциональные возможности и области применения ячейки, обеспечивая возможность проводить исследования не только при комнатной температуре, но и при определенной температуре, например, при температуре человеческого организма, что особенно важно при исследовании процессов связанных с медициной или биологией.The proposed solution allows you to expand the functionality and scope of the cell, providing the ability to conduct research not only at room temperature, but also at a certain temperature, for example, at the temperature of the human body, which is especially important when studying processes related to medicine or biology.

Claims

An ultrasonic cell containing a bath with an optically transparent bottom and a piezoacoustic emitter, characterized in that the cell contains a second piezoacoustic emitter and two piezoacoustic receivers, while the piezoacoustic emitters form two adjacent bath walls perpendicular to each other, and the receivers form two opposite adjacent bath walls located on an optically transparent plate, which is the bottom of the bath and installed in a rectangular hole in the central part of the radiator, made in the form of a straight a rectangular metal plate with two Peltier elements attached to the side of the wall, while the temperature sensor is placed in the bathtub, and electrical leads in the form of single-sided PCB boards with wiring are attached to the optically transparent plate.