Mestring af laboratorieopgaver med en ultralydshomogenisator
Sonikere er vigtige laboratorieværktøjer, der bruges til en bred vifte af applikationer, såsom homogenisering og blanding, ekstraktion, dispergering, emulgering, opløsning, celleforstyrrelse, DNA-fragmentering og sonokemiske reaktioner. Typisk bruges sonde-type sonde-sonikere til at udføre disse almindelige opgaver i dagligt laboratoriearbejde. For laboratorieprøver, hvor krydskontaminering eller prøvetab er begrænsende faktorer, er Hielscher berøringsfrie sonikere den bedste løsning til forberedelse af ultralydsprøver.
Sonde-type sonikere og berøringsfrie sonikere
Sonde-type sonde-sonikeren anvender intense ultralydsbølger – fokuseret på spidsen af sonotroden eller sonden – ind i mediet. Brug af en åben eller lukket beholder giver mulighed for enkel, men pålidelig ultralydsbehandling af flydende medier. Montering af sonotroden på en flowcelle giver mulighed for kontinuerlig sonikering af en væskestrøm. En sådan gennemstrømningsopsætning er en sofistikeret måde at ultralydsbehandle større mængder eller tyktflydende væsker og pastaer på.
Ved hjælp af berøringsfrie sonikere såsom VialTweeter, Multi-well Plate Sonicator UIP400MTP, CupHorn og GDmini2-flowreaktoren kan prøver behandles under berøringsfrie / berøringsfrie forhold – undgå krydskontaminering og tab af prøver. En anden fordel ved Hielscher berøringsfrie sonikere er den høje kapacitetskapacitet i prøveforberedelsen.
Sonikering er handlingen med at anvende ultralyd via en ultralydssonde for at omrøre og manipulere partikler i en prøve. Ultralydapparater anvendes i vid udstrækning i akademisk forskning, analytiske og retsmedicinske laboratorier, kliniske faciliteter og produktionssteder, hvor sonikering bruges til at homogenisere og blande væske-flydende eller flydende-faste suspensioner, til at ekstrahere bioaktive stoffer og cellulære forbindelser, til at desintegrere celler, bakterier og væv, til at opløse pulvere, til at løsne biofilm eller til at igangsætte kemiske reaktioner.
Da anvendelsesområdet for sonikere er så bredt, betegnes sonikere ofte i forhold til deres specifikke opgave. Derfor kan du finde ultralydapparater under forskellige termer såsom:
- Ultralyd homogenisator:
Ultralydshomogenisatorer bruges til at blande og blande to eller flere faser til en ensartet suspension. Som et kraftfuldt alternativ til højtrykshomogenisatorer, bladblandere og mikrofluidisatorer skinner sonde-type sonde-sonikere med deres enestående evne til at producere nano-dispersioner og nano-emulsioner. - Ultralyd dispergerer:
Ultralydsdispergeringsmidler bruger højfrekvente lydbølger til at nedbryde partikler i mindre størrelser og fordele dem jævnt i en væske. Denne proces er især nyttig til at skabe stabile suspensioner af faste partikler i væsker, såsom dispergering af pigmenter i blæk eller partikler i slam. - Ultralyd emulgator:
Ultralydsemulgatorer bruger ultralydsbølger til at skabe fine emulsioner ved at blande to ikke-blandbare væsker, såsom olie og vand. De højintensive lydbølger genererer kavitationsbobler, der imploderer, hvilket skaber intense forskydningskræfter, der nedbryder dråberne til emulsioner i nanostørrelse, hvilket gør dem stabile og ensartede. - Ultralyd celleknuser:
Også kendt som ultralydscelleforstyrrere eller lysere, bruger disse enheder ultralydsenergi til at bryde cellemembraner op og frigive intracellulært indhold. Denne proces er afgørende i biologiske og biokemiske applikationer til udvinding af proteiner, DNA og andre cellulære komponenter. - Ultralyd udtrækker:
Ultralydsekstraktorer anvender ultralydsbølger til at forstyrre plantemateriale, hvilket forbedrer ekstraktionen af bioaktive forbindelser, såsom æteriske olier, flavonoider eller andre fytokemikalier. Kavitationseffekten forbedrer opløsningsmiddelindtrængning og masseoverførsel, hvilket resulterer i mere effektiv ekstraktion. - Ultralyd opløser:
Ultralydsopløsere bruger ultralydsenergi til at opløse faste stoffer i væsker hurtigt og effektivt. Dette er nyttigt til fremstilling af opløsninger eller suspensioner, hvor det opløste stof skal dispergeres jævnt og hurtigt, såsom i lægemidler eller kemiske formuleringer. - Ultralyd mixer:
Ultralydsblandere anvender ultralydsbølger med høj intensitet til at blande væsker og opslæmninger, hvilket sikrer en ensartet sammensætning. Denne blandingsproces kan håndtere en bred vifte af viskositeter og er særlig effektiv til homogenisering af produkter, der er vanskelige at blande med konventionelle metoder såsom cementpastaer eller masterbatcher med høje faste belastninger. - Ultralyd omrører:
Ultralydsomrørere bruger ultralydsenergi til at omrøre eller omrøre væsker, hvilket fremmer ensartet blanding og forhindrer sedimentering. Denne metode er gavnlig i forskellige industrier for at opretholde konsistens i opløsninger, suspensioner eller dispersioner over tid.
Sonikering af multi-brøndplader og petriskåle
Multi-brøndplader og petriskåle er almindelige laboratoriekar, der adskiller sig meget fra hinanden. Plader med flere huller, også kendt som mikroplader eller mikrobrøndplader, er flade plader med flere “Wells” bruges som små reagensglas. De findes i forskellige konfigurationer, typisk med 6, 12, 24, 48, 96, 384 eller 1536 brønde, hvilket giver mulighed for screening og test med høj kapacitet.
Petriskåle er derimod overfladiske, cylindriske, lågfade, typisk lavet af glas eller plastik. De giver et fladt overfladeareal til dyrkning af mikroorganismer.
Det specifikke design af begge prøvebeholdere kommer med udfordringer, når sonikering skal anvendes som behandlingstrin. Med plade sonicator UIP400MTP tilbyder Hielscher en kraftfuld soniker, der kan håndtere alle standard multiwell-plader, mikroplader og petriskåle.
Lær mere om UIP400MTP som kraftfuld soniker til prøveforberedelse i 96-brønds plader og petriskåle!
Tabellen nedenfor giver dig et overblik over vores sonde-type og ikke-kontakt ultralydapparater til almindelige laboratorieapplikationer:
Anbefalede enheder | Batch volumen | Flowhastighed |
---|---|---|
UIP400MTP 96-brønds plade soniker | Multi-brønd / mikrotiterplader | n.a. |
Ultralyd CupHorn | CupHorn til hætteglas eller bægerglas | n.a. |
GDmini2 | ultralyd mikro-flow reaktor | n.a. |
VialTweeter | 0.5 til 1,5 ml | n.a. |
UP100H | 1 til 500 ml | 10 til 200 ml/min |
UP200Ht, UP200St | 10 til 1000 ml | 20 til 200 ml/min |
UP400St | 10 til 2000 ml | 20 til 400 ml/min |
UIP500hdT | 100 til 5000 ml | 0.1 til 4L/min |
Ultralyd sigte ryster | n.a. | n.a. |
Kontakt os! / Spørg os!
Ofte stillede spørgsmål
Hvordan bruger man en Lab Sonicator?
En laboratoriesoniker er et instrument, der bruges til at anvende ultralydsenergi til at omrøre partikler i en prøve, ofte med henblik på homogenisering, emulgering, dispergering af nanopartikler eller forstyrrelse af celler. For at bruge en laboratoriesoniker skal du først forberede din prøve i en passende beholder. Hvis du bruger en sonde-type sondeapparat, skal du nedsænke sonden i prøven, og sørg for, at den ikke rører siderne eller bunden af beholderen. Juster sonikerens indstillinger såsom amplitude, pulsfrekvens og varighed i henhold til de specifikke krav til din applikation. For en berøringsfri soniker skal du placere sample beholderen i holderen som i manualen instrueret, så ultralydsbølgerne transmitteres på en optimal måde. Tænd for sonikeren og overvåg processen, juster parametre efter behov for at opnå den ønskede effekt. Bær altid passende beskyttelsesudstyr, såsom høreværn.
Hvad er anvendelser af sonikere i laboratorier?
Sonikering har adskillige anvendelser i laboratorier på tværs af forskellige områder. Det bruges almindeligvis til celleforstyrrelse og lysis, hvilket giver mulighed for ekstraktion af intracellulære komponenter såsom DNA, RNA og proteiner. Det anvendes også til fremstilling af emulsioner og dispersioner, hvilket forbedrer blandingen af ikke-blandbare væsker eller fordelingen af nanopartikler i et medium. Sonikere er værdifulde i nanopartikelsyntese, der hjælper med at reducere partikelstørrelsen og forhindre agglomeration. Derudover anvendes sonikering til afgasning af væsker og fjerner opløste gasser, der kan forstyrre visse analytiske teknikker.
Hvad er forskellen mellem en sonde-type sonde-type soniker og et ultralydsbad?
Den primære forskel mellem en sonde-type sonde-soniker og et ultralydsbad ligger i deres design og anvendelse. En sonde-type soniker bruger en titaniumsonde, der direkte kommer i kontakt med prøven og leverer intens ultralydsenergi til et lokaliseret område. Denne direkte anvendelse er ideel til små til store mængder og giver præcis kontrol over sonikeringsprocessen. I modsætning hertil transmitterer et ultralydsbad ultralydsbølger gennem et flydende medium, hvori prøvebeholderen er placeret. Denne indirekte sonikering er svag og ikke-ensartet, derfor almindeligvis anvendt til rengøring eller afgasning.
Indirekte sonikering under intense og ensartede forhold kan opnås ved hjælp af berøringsfrie sonikere såsom VialTweeter, Multi-well Plate Sonicator UIP400MTP eller flow-reaktoren GDmini2. Disse højeffekt, høj-gennemstrømning sonikere tillader præcist kontrolleret sonikering af prøver, hvilket gør dem velegnede til forskning og diagnostik.
Hvad er anvendelserne af sonikering i HPLC?
I højtydende væskekromatografi (HPLC) muliggør sonikering modifikation og funktionalisering af nanopartikler, såsom silica eller zirconia mikrosfærer. Ultralydbehandling er en yderst effektiv metode til syntetisering af kerne-skal silicapartikler, som er særligt nyttige til HPLC-kolonner.
Derudover anvendes sonikering til prøveforberedelse. Det sikrer grundig blanding og opløsning af analytter og reagenser, hvilket er afgørende for nøjagtige og reproducerbare kromatografiske resultater. Sonikering hjælper med afgasning af opløsningsmidler, fjernelse af opløste gasser, der kan danne bobler og forstyrre strømmen og detektionen i HPLC-systemer. Derudover bruges sonikering til at rense HPLC-komponenter, såsom kolonner og injektordele, hvilket sikrer, at eventuelle forurenende stoffer eller rester fjernes effektivt.
Hvordan bruges Sonicator i bioteknologi og biovidenskab?
Inden for bioteknologi og biovidenskab er ultralydapparater et uundværligt værktøj til forskellige applikationer. De bruges i vid udstrækning til cellelyse og ekstraktion af intracellulære materialer, hvilket er afgørende for molekylærbiologiske undersøgelser, der involverer nukleinsyrer og proteiner. Sonikering anvendes til fragmentering af DNA, RNA og kromatin til sekventering og andre genetiske analyser, hvilket muliggør undersøgelse af genetisk materiale i en finere skala. Desuden anvendes sonikere til fremstilling af liposomer og andre nanopartikelbaserede lægemiddelleveringssystemer, hvilket forbedrer effektiviteten og målretningen af terapeutiske midler.
Litteratur / Referencer
- I. Fasaki, K. Siamos, M. Arin, P. Lommens, I. Van Driessche, S.C. Hopkins, B.A. Glowacki, I. Arabatzis (2012): Ultrasound assisted preparation of stable water-based nanocrystalline TiO2 suspensions for photocatalytic applications of inkjet-printed films. Applied Catalysis A: General, Volumes 411–412, 2012. 60-69.
- Jorge S., Pereira K., López-Fernández H., LaFramboise W., Dhir R., Fernández-Lodeiro J., Lodeiro C., Santos H.M., Capelo-Martínez J.L. (2020): Ultrasonic-assisted extraction and digestion of proteins from solid biopsies followed by peptide sequential extraction hyphenated to MALDI-based profiling holds the promise of distinguishing renal oncocytoma from chromophobe renal cell carcinoma. Talanta, 2020.
- Fernandes, Luz; Santos, Hugo; Nunes-Miranda, J.; Lodeiro, Carlos; Capelo, Jose (2011): Ultrasonic Enhanced Applications in Proteomics Workflows: single probe versus multiprobe. Journal of Integrated OMICS 1, 2011.
- Priego-Capote, Feliciano; Castro, María (2004): Analytical uses of ultrasound – I. Sample preparation. TrAC Trends in Analytical Chemistry 23, 2004. 644-653.
- Welna, Maja; Szymczycha-Madeja, Anna; Pohl, Pawel (2011): Quality of the Trace Element Analysis: Sample Preparation Steps. In: Wide Spectra of Quality Control; InTechOpen 2011.
- Turrini, Federica; Donno, Dario; Beccaro, Gabriele; Zunin, Paola; Pittaluga, Anna; Boggia, Raffaella (2019): Pulsed Ultrasound-Assisted Extraction as an Alternative Method to Conventional Maceration for the Extraction of the Polyphenolic Fraction of Ribes nigrum Buds: A New Category of Food Supplements Proposed by The FINNOVER Project. Foods. 8. 466; 2019