Ofte stillede spørgsmål om ultralyd

Nedenfor finder du svar på de mest almindelige spørgsmål om sonikering. Hvis du ikke finder et svar på dit spørgsmål, er du velkommen til at spørge os. Vi hjælper dig gerne.

• Kan jeg sonikere opløsningsmidler?
• Hvor stor ultralydseffekt har jeg brug for?
• Påvirker ultralyd mennesker? Hvilke forholdsregler bør jeg tage ved sonikering?
• Hvad er forskellen mellem magnetostriktive og piezoelektriske transducere?
• Hvorfor bliver prøven varm under sonikering?
• Findes der generelle anbefalinger til sonikering af prøver?
• Tilbyder Hielscher udskiftelige sonotrodespidser?

Spørgsmål: Kan jeg sonikere opløsningsmidler?

Teoretisk set kan brandfarlige opløsningsmidler antændes ved sonikering, fordi kavitationen kan danne brandfarlige eller eksplosive flygtige stoffer. Derfor skal du bruge ultralydsapparater og tilbehør, der er egnet til denne type ultralydsanvendelse.
Læs mere om almindeligt anvendte opløsningsmidler til ultralydsekstraktion!
Hvis du har brug for at få sonikeret opløsningsmidler, bedes du kontakte os, så vi kan anbefale egnede foranstaltninger.

Spørgsmål: Hvor stor ultralydseffekt har jeg brug for?

Den nødvendige ultralydseffekt afhænger af flere faktorer, såsom:

• det volumen, der udsættes for sonikering
• det samlede volumen, der skal behandles
• tiden til behandling af det samlede volumen
• materialet, der skal sonikeres
• det tilsigtede procesresultat efter ultralydsbehandling

Generelt kræver et større volumen højere effekt (watt) eller længere sonikeringstid. For de fleste sonotrodetyper fordeles effekten hovedsageligt over spidsens overflade. Derfor genererer prober med mindre diameter et mere fokuseret kavitationsfelt. En højere ultralydsintensitet (udtrykt som effekt pr. volumen) vil typisk medføre en højere behandlingseffektivitet.

Spørgsmål: Påvirker ultralyd mennesker? Hvilke forholdsregler bør jeg tage ved sonikering?

Selve ultralydsfrekvenserne ligger over menneskets hørbare område. Ultralydsvibrationerne kobles meget effektivt ind i faste stoffer og væsker, hvor de kan fremkalde ultralydsinduceret kavitation. Derfor bør du ikke røre ved dele, der vibrerer med ultralyd, eller stikke hænderne ned i væsker, der sonikeres. Luftbåren transmission af ultralydsbølger har ingen dokumenteret negativ indvirkning på menneskekroppen, da transmissionsniveauerne er meget lave.

Ved sonikering af væsker frembringer kavitationsboblernes kollaps en skrigende støj. Støjniveauet afhænger af flere faktorer, såsom effekt, tryk og amplitude. Derudover kan der opstå støj ved subharmoniske frekvenser (lavere frekvenser). Denne hørbare støj og dens virkninger kan sammenlignes med støjen fra andre maskiner, såsom motorer, pumper eller blæsere. Derfor anbefaler vi brug af egnede ørepropper, når man opholder sig tæt på et anlæg i drift i længere tid. Derudover tilbyder vi egnede støjdæmpningskabinetter til vores sonikatorer.

Spørgsmål: Hvad er forskellen mellem magnetostriktive og piezoelektriske transducere?

I magnetostriktive transducere bruges elektrisk effekt til at generere et elektromagnetisk felt , som får et magnetostriktivt materiale til at vibrere. I piezoelektriske transducere omdannes elektrisk effekt direkte til longitudinale vibrationer. Derfor har piezoelektriske transducere en højere omdannelseseffektivitet. Dette reducerer igen kølebehovet. I dag er piezoelektriske transducere fremherskende i industrien.
Læs mere om Hielschers sonikatorers fremragende energieffektivitet!

Spørgsmål: Hvorfor bliver prøven varm under sonikering?

Sonikering overfører effekt til en væske. Mekaniske svingninger fører til turbulens og friktion i væsken. Derfor genererer sonikering betydelig varme under behandlingen. Effektiv køling er nødvendig for at reducere opvarmningen. Ved mindre prøver bør prøveglas eller bægerglas anbringes i et isbad for at bortlede varmen.
Læs mere om temperaturstyring under sonikering!
Ud over den potentielle negative indvirkning af forhøjede temperaturer på dine prøver, f.eks. væv, mindskes kavitationens effektivitet ved højere temperaturer.

Spørgsmål: Findes der generelle anbefalinger til sonikering af prøver?

Små beholdere bør bruges til ultralydsbehandling, fordi intensitetsfordelingen er mere homogen end i større bægerglas. Sonotroden bør nedsænkes tilstrækkeligt dybt i væsken til at undgå skumdannelse. Sejt væv bør macereres, formales eller pulveriseres (f.eks. i flydende nitrogen) før sonikering. Under sonikering kan der dannes frie radikaler, som kan reagere med materialet. Gennemskylning af opløsningen af det flydende materiale med flydende nitrogen eller tilsætning af radikalfangere, f.eks. dithiothreitol, cystein eller andre -SH-forbindelser, til medierne kan reducere skader forårsaget af oxidative frie radikaler.
Læs mere om tips og tricks til vellykket sonikering!
Klik her for at se sonikeringsprotokoller for vævshomogenisering & lyse, partikelbehandling og sonokemiske anvendelser.

Spørgsmål: Tilbyder Hielscher udskiftelige sonotrodespidser?

Hielscher leverer ikke udskiftelige spidser til sonotroder. Væsker med lav overfladespænding, såsom opløsningsmidler, trænger typisk ind i grænsefladen mellem sonotroden og den udskiftelige spids. Dette problem øges med svingningsamplituden. Væsken kan føre partikler ind i gevindsektionen. Dette medfører slid på gevindet, hvilket fører til, at spidsen bliver isoleret fra sonotroden. Hvis spidsen er isoleret, vil den ikke resonere ved driftsfrekvensen, og apparatet vil svigte. Derfor leverer Hielscher kun prober i ét stykke.

Ofte stillede spørgsmål om sonikatorer og deres dele

Hvad er en ultralydsgenerator?

Ultralydsgeneratoren (strømforsyningen) genererer elektriske svingninger ved ultralydsfrekvenser (over den hørbare frekvens, f.eks. 19kHz). Denne energi overføres til sonotroden.

Hvad er en sonotrode/probe

Sonotroden (også kaldet probe eller horn) er en mekanisk komponent, som overfører ultralydsvibrationerne fra transduceren til det materiale, der skal sonikeres. Den skal monteres meget stramt for at undgå friktion og tab. Afhængigt af sonotrodens geometri forstærkes eller reduceres de mekaniske vibrationer. Ved sonotrodens overflade kobles de mekaniske vibrationer ind i væsken. Dette medfører dannelse af mikroskopiske bobler (hulrum), som udvider sig under lavtrykscyklusser og imploderer voldsomt under højtrykscyklusser. Dette fænomen kaldes akustisk kavitation. Kavitation genererer store forskydningskræfter ved sonotrodespidsen og får det udsatte materiale til at blive sat i kraftig bevægelse.

Hvad er en piezoelektrisk transducer?

Ultralydstransduceren (konverteren) er en elektromekanisk komponent, som omdanner elektriske svingninger til mekaniske vibrationer. De elektriske svingninger genereres af generatoren. De mekaniske vibrationer overføres til sonotroden.

Hvad er forskellen mellem en piezoelektrisk og en magnetostriktiv transducer?

En piezoelektrisk transducer omdanner elektrisk energi til mekaniske vibrationer ved hjælp af piezoelektriske krystaller, der deformeres, når et elektrisk felt påføres, hvilket giver høj effektivitet og præcision. En magnetostriktiv transducer genererer vibrationer gennem den magnetostriktive effekt, hvor magnetiske materialer ændrer form som reaktion på et magnetfelt, hvilket giver en betydeligt lavere effektivitet sammenlignet med piezoelektriske transducere. Alle Hielschers sonikatorer bruger piezoelektriske transducere for at opnå overlegen effektivitet og pålidelig drift.

Hvad er ultralydsamplitude / vibrationsamplitude?

Vibrationsamplituden beskriver svingningens størrelse ved sonotrodens spids. Den måles generelt fra top til top. Dette er afstanden mellem sonotrodespidsens position ved sonotrodens maksimale udvidelse og maksimale sammentrækning. Typiske sonotrodeamplituder ligger fra 20 til 250µm.

Hvad er akustisk kavitation?

Akustisk kavitation er dannelsen, væksten og kollapset af bobler i en væske som følge af tryksvingninger fra lydbølger med høj intensitet. En sonikator med probe er en effektiv metode til at fremkalde kavitation, da den leverer fokuseret ultralydsenergi direkte til væsken. Dette øger bobledannelsen og boblernes kollaps og skaber intense lokale forhold, såsom høje temperaturer, tryk og forskydning, som er nyttige ved anvendelser såsom sonokemi, syntese af nanopartikler og celledisruption.

Hvad er forskellen mellem direkte og indirekte sonikering?

Direkte sonikering indebærer, at en probe placeres direkte i væsken, så ultralydsenergi tilføres effektivt til processer såsom cellelyse eller syntese af nanopartikler. Ved indirekte sonikering overføres ultralydsenergien derimod gennem en beholder eller et medium, så direkte kontakt med prøven undgås. Denne metode er ideel til at forhindre kontaminering eller behandle små volumener, men den er generelt mindre energieffektiv.
Klik her for at få mere at vide om Hielschers kontaktfrie sonikatorer!

Kan sonotroderne/proberne autoklaveres?

Ja, Hielschers sonotroder og flowceller kan autoklaveres. Se retningslinjerne nedenfor for korrekt udførelse. Generator, transducer, kabler og stik må ikke autoklaveres!
Download retningslinjerne for autoklavering af sonotroder og flowceller her!