Hielscher – Ultraschall-Technologie

Zellaufschluss und Lyse mit Hielscher Ultraschallhomogenisatoren: Anwendungsbeispiele

Vor der Reinigung oder Charakterisierung von intrazellulären Makromolekülen, wie z.B. Proteinen, Organellen, Enzymen oder Wirkstoffen, ist eine effiziente Methode zur Lyse und für den Zellaufschluss erforderlich. Ultraschall ist ein effektives Verfahren, um Zellsuspensionen vorzubereiten, so dass das intrazelluläre Material, welches sich im Zellinneren befindet, rasch in die Pufferlösung freigesetzt wird. Die mechanischen Scherkräfte der Ultraschall-Homogenisierung können auf die unterschiedlichen biologischen Materialien abgestimmt werden, d.h. entweder sehr milde Beschallung (z.B. für DNA / RNA) oder destruktiver Zellaufschluss (z.B. Nannochloropsis, Hefe) durch intensive Ultraschallkavitation.

Unten finden Sie ausgewählte biologische Zellen und Gewebe sowie andere biologische Stoffe mit entsprechenden Ultraschall-Protokollen und Empfehlungen, wie Sie Ihre Probe effizient mithilfe eines Ultraschall-Homogenisators vorbereiten.

Ultraschall-Behandlung ist ein sehr effizientes Verfahren für die Probenvorbereitung, einschließlich der Anwendungen der Zelllyse, Unterbrechung, Zerfalls & Extraktion.

Ultraschall-Homogenisator UP100H

Anwendungebeispiele für die Probenvorbereitung eines Lysats, Homogenats und Extrakts

Alphabetisch geordnet:

Acetobacter suboxydans

Ultraschallverfahren:
Zellaufschluss in 5-15 Sekunden.
Geräte-Empfehlung:
UP200St

Actinomyces

Ultraschallverfahren:
Zellaufschluss und Proteinextraktion in 3-5 Min.
Geräte-Empfehlung:
UP50H

ALP- und LDH-Aktivität

Ultraschallverfahren:
Bestimmung der ALP- und LDH-Aktivität und des Proteingehalts
Gefrorene Zellenproben wurden aufgetaut für 20 Min. auf Eis aufgetaut und anschließend mit PBS mit 1% Triton X-100-Gehalt für 50 Min. auf Eis lysiert. Um die Zellen aufzuschließen, wurde jede Probe für 1 Min. bei 80W mit dem Ultraschallprozessor UP100H (Hielscher Ultrasonics) beschallt.
Geräte-Empfehlung:
UP100H
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Bernhardt, A. et al. (2008): Mineralised collagen—an artificial, extracellular bone matrix—improves osteogenic differentiation of bone marrow stromal cells.

Amorphes Tricalciumphosphat (ATCP)

Ultraschallverfahren:
ATCP-Nanopartikel sind ein außergewöhnlich reaktiver Präkursor für die Bildung von Hydroxylapatit. Die ATCP-Nanopartikel wurden in Chloroform mit 5% (w/w) Tween20-Gehalt (PLGA) mit dem Hielscher Ultraschallgerät UP400S bei 320W für 5 Min. dispergiert. Um den Partikeln Relaxation zu ermöglichen, wurde der Ultraschall in Intervallen (Pulsmodus 50 %) eingetragen.
Geräte-Empfehlung:
UP400S
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Mohn, Dirk; Ege, Duygu; Feldman, Kirifl; Schneider, Oliver D .; Imfeld, Thomas; Boccaccini, Aldo R. (2014): Sphärische Calciumphosphat-Nanopartikels Füllstoffe ermöglichen Polymerverarbeitung von Knochenfixationsvorrichtungen mit hohen Bioaktivität. Der Free Library 1. Mai 2010 21. Januar 2014.

Anthocyane

Ultraschallverfahren:
Anthocyane: Di-Glukoside, Mono-Glukoside, acylierte Monoglukoside und acylierte Di-Glukoside aus Peonidin, Malvidin, Cyanidin, Petunidin und Delphinidin: Extraktion aus der Schale von Trauben in 40 Sek.; pH 5,0; das Verhältnis von Material/Extraktionslösung beträgt 1:6.
Geräte-Empfehlung:
UP100H

Anthrachinone

Ultraschallverfahren:
Extraktion der Anthrachinone aus den Wurzeln der Morinda citrifolia
Geräte-Empfehlung:
UP400S

Aprikosensamen

Ultraschallverfahren:
Ultraschall-gestützte Vorbehandlung vor dem Extrahieren des Öls aus den Samen der Jatropha Curcas L., um die Extraktion zu verbessern.
Geräte-Empfehlung:
UP400S

Artemisia selengensis Turcz

Ultraschallverfahren:
Extraktion von Rutin (1,0 g gemahlene Probe in 30ml Methanol) bei 25°C in 5-10 Min.
Geräte-Empfehlung:
UP50H

Aspergillus flavus

Ultraschallverfahren:
Ultraschall-gestützte Inaktivierung von Aspergillus Flavus auf Sabouraud-Nährboden
Geräte-Empfehlung:
UP200S

B. sphaericus / Bacillus sphaericus

Ultraschallverfahren:
Zellaufschluss in 1-3 Min.
Geräte-Empfehlung:
UP200S

Bacillus anthracis sterne 34F2 Sporen

Ultraschallverfahren:
Ultraschall-gestütztes Entfernen der Bacillus Anthracis Sterne 34F2, Bacillus Cereus ATCC 21281 und Bacillus Thuringiensis ATCC 33680 Sporen. Die Verwendung von 150ppm Natriumhypochlorit in Verbindung mit Ultraschall führt zur Inaktivierung der Sporen.
Geräte-Empfehlung:
UP200S Bei 100 % Amplitude
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Pamarthi, S.R. et al.: Effectiveness of Ultrasound in Desoiling Bacillus spp spores Embedded in Complex Food Matrices Attached to Various Contact Surfaces.

Bacillus Cereus ATCC 21281 Sporen

Ultraschallverfahren:
Ultraschall-gestütztes Entfernen der Bacillus Anthracis Sterne 34F2, Bacillus Cereus ATCC 21281 und Bacillus Thuringiensis ATCC 33680 Sporen. Die Verwendung von 150ppm Natriumhypochlorit in Verbindung mit Ultraschall führt zur Inaktivierung der Sporen.
Geräte-Empfehlung:
UP200S Bei 100 % Amplitude
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Pamarthi, S.R. et al.: Effectiveness of Ultrasound in Desoiling Bacillus spp spores Embedded in Complex Food Matrices Attached to Various Contact Surfaces.

Bacillus subtilis

Ultraschallverfahren:
Hochleistungs-, Niederfrequenz-Ultraschall führt beim Eintrag in kleine Volumina einer Bateriensuspension zu einem kontinuierlichen Rückgang der Anzahl an Bakterienzellen, d.h. die Zellen werden zerstört. In größeren Volumina führt Beschallung anfangs zu einem Anstieg der Zellzahl, was darauf hindeutet, dass die Bakterien desagglomeriert werden, bevor diese aufgeschlossen und zerstört werden.
Geräte-Empfehlung:
UP200St
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Joyce, E.; Phull, S. S.; Lorimer, J. P.; Mason, T. J. (2003): The development and evaluation of ultrasound for the treatment of bacterial suspensions. A study of frequency, power and sonication time on cultured Bacillus species. Ultrason. Sonochem. 10/2003. pp. 315-318.

Barley's Alpha-amylase (aus Gerste)

Ultraschallverfahren:
Stimulation oder Hemmung der Enzymaktivität von Alpha-Amylase (aus Gerste): Die Probe (10g Gerstensamen) wurde in 80 ml Leitungswasser bei direkter Beschallung mit den Ultraschall-Intensitäten von 20, 60 und 100 % Amplitude, Pulszyklus 50 % und unter zusätzlichem Rühren dispergiert. Die Sonotrode wurde ca. 9 mm in die Lösung eingetaucht. Die Lösung wurde bei konstanter Temperatur von 30C° für 5, 10 und 15 Min. beschallt.
Geräte-Empfehlung:
UP200S, Amplituden: 20, 60 und 100 %; Pulszyklus 50 %; Sonotrode S3, Temperatur: 30C°.
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Yaldagard et al. (2008): Effect of Ultrasonic Power on the Activity of Barley’s Alpha-amylase from Post-sowing Treat of Seeds

Barnacle nauplii

Ultraschallverfahren:
Zellaufschluss von Mesozooplankton: durch Beschallung bei folgenden Durchflussraten (200, 400, 520 und 800 l/h-1) und vier Amplituden (25, 50, 75 und 100 %) wurde eine Zellzerstörungsrate zwischen 61% und 97% erreicht.
Geräte-Empfehlung:
UIP2000hd
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Viitaslo et al. (2005): Ozone, Ultraviolet Light, Ultrasound and Hydrogen Peroxide As Ballast Water Treatments – Experiments with Mesozooplankton In Low Saline- Brackish Water.

Bifidobakterien-Stämme: B. brevis ATCC 15700, B. Animalis subsp. Lactis (BB-12), B. Longum (BB-46)

Ultraschallverfahren:
Zellaufschluss und Freisetzung von ß-Galaktosidase aus folgenden Bifido-Bakterienstämmen: B. breve ATCC 15700, B. animalis subsp. lactis (BB-12), B. longum (BB-46). 100 mL pasteurisierte Milch, in welcher die Bakterienkultur suspendiert wurde, wurde mit Ultraschall beschallt. Die Ultraschallkavitation bewirkt die Lyse der Bakterienzellen und die gleichzeitige Freisetzung von ß-Galaktosidase.
Geräte-Empfehlung:
UIP1000hd: 1) Amplitude: 10 %, Leistung: 80W; 2) Amplitude: 100 %, Leistung: 200W; Sonotrode BS2d34; 15-30 Min.
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Hung et al. (2009): Ultrasound Aided Yogurt Fermentation with Probiotics.

BL21(DE3) pAtHNL Zellen (Arabidopsis Thaliana Zellen)

Ultraschallverfahren:
Zellaufschluss: 15g - BL21 (DE3)_pAtHNL Zellen wurden langsam in 50mM Kalium-Phosphat-Puffer (pH 7,5) bei 0°C suspendiert.
Geräte-Empfehlung:
UP200S Sonotrode S14D: bei 70W/cm2 (4 x 5 min), gekühlt, im Eisbad
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Okrob, D. et al (2009): Hydroxynitrile Lyase from Arabidopsis thaliana: Identification of Reaction Parameters for Enantiopure Cyanohydrin Synthesis by Pure and Immobilized Catalyst. Adv. Synth. Catal. 2011, 353, 2399 – 2408.

Blutzellen (rote und weiße)

Ultraschallverfahren:
Zellaufschluss in 3-10 Sek.
Geräte-Empfehlung:
UP100H

Boldine aus Boldo-Blättern (Peumus Boldus Molina)

Ultraschallverfahren:
Eine wichtiger Wirkstoff der Boldo-Pflanze ist Boldine ((S)-2,9-Dihydroxy-1,10-Dimethoxiaporphine), welches neben Catechin ((2S,3R)-2-(3,4-dihydroxy-phenyl)-3,4-dihydro-1(2H)-benzopyran-3,5,7-triol) Hauptbestandteil des Alkaloid- und Flavonoidanteils in Boldo-Blättern ist. Boldine ist ein starkes Antioxidans, welches durch peroxidative freie Radikale geschädigt wird und als effektiver Hydroxyl-Radikalfänger fungiert.
Extraktionsverfahren: Für ein typisches Extraktionsverfahren wurden Proben der Boldo-Blätter in 1L destilliertem Wasser unter atmosphärischem Druck mit dem Ultraschallprozessor UIP1000hd sowohl im Batch als auch im Durchfluss extrahiert. Die Extraktionsdauer liegt zwischen 10 und 40 Min., mit einem Ultraschallintensität von 10 bis 23 W/cm2 und einem Temperaturbereich von 10 bis 70°C. Die besten Ergebnisse wurden unter folgenden Bedingungen erreicht: Ultraschallintensität von 23 W/cm2 für 40 min. bei einer Prozesstemperatur von 36°C
Ergebnisse: Die Analyseergebnisse zeigen, dass Hochleistungsultraschall die Freisetzung der Analyten aus den Pflanzenmatrizen des Boldo im Vergleich zu konventionellen Methoden deutlich verbessert: der gleiche Ertrag an Wirkstoffen wurde mit Beschallung in 30 Min. erzielt, während die herkömmliche Extraktionszeit bei 2 Std. lag.
Chemat (2013) und seine Mitarbeiter zeigten, dass eine ultraschallgestützte Extraktion die Effizienz der Pflanzenextraktion verbessert. Die Extraktionsdauer wird durch Ultraschall gesenkt, während Extraktausbeute (bei gleichbleibender Menge Lösungsmittel und pflanzlichem Ausgangsmaterial) steigt. Laut Analyse ergaben sich folgende Parameter für optimale Extraktionsbedingungen: Ultraschallintensität 23 W/cm2 mit UIP1000hd für 40 Min. und einer Temperatur von 36°C. Mit diesen optimierten Parametern für die Ultraschallextraktion lassen sich deutlich bessere Extraktionsergebnisse erzielen als mit einer konventionellen Mazeration. Die verbesserte Extraktion resultiert in kürzerer Extraktionsdauer (30 min. statt 120 min.), höherem Ertrag, besserer Energieeffizienz, höherer Reinheit, höherer Sicherheit und besserer Produktqualität.
Geräte-Empfehlung:
UIP1000hd mit Sonotrode BS2d34 und Durchflusszelle
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Petigny, L.; Périno-Issartier, S.; Wajsman, J.; Chemat, F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). International Journal of Molecular Science 14, 2013. 5750-5764.

Bovine Serum Albumin (BSA)/ Rinderserumalbumin

Ultraschallverfahren:
Mikroverkapselung in Poly(Milchsäure-co-Glykolsäure) in 40 Sek.
Geräte-Empfehlung:
Dmini
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Freitas et al. (2005): Flow-through ultrasonic emulsification combined with static micromixing for aseptic production of microspheres by solvent extraction.

Brain stem adrenal gland/ Hirnstamm Nebenniere

Ultraschallverfahren:
Dispersion und Nucleotid-Analyse; Probenvolumen: 10 mg Probe in 10 ml Flüssigkeit.
Geräte-Empfehlung:
UP50H

Candida albicans

Ultraschallverfahren:
Zellaufschluss von 15ml in 9 Minuten.
Geräte-Empfehlung:
UP100H

Carbohydrates: Kohlenhydrate, Polysaccharide und andere funktionalen Verbindungen

Ultraschallverfahren:
Extraktion von Kohlenhydraten, Polysacchariden und andere funktionalen Verbindungen
Geräte-Empfehlung:
UP200St

Carnosolsäure aus Rosmarin

Ultraschallverfahren:
Extraktion von Carnosolsäure, einer aktiven Verbindung in Rosmarin.
Geräte-Empfehlung:
UP400S

Capsaicinoide

Ultraschallverfahren:
Extraktion von Capsaicinoiden (Capsaicin, Nordihydrocapsaicin) aus Chilischoten: Capsaicinoide aus Capsicum frutescens Schoten wurden mittels Ultraschallextraktion unter folgenden Bedingungen gewonnen: Lösungsmittel: 95 % (V/V) Ethanol, Lösungsmittel/Masse-Verhältnis: 10 ml/g, 40 Min. Ultraschall-Extraktionsdauer, Extraktionstemperatur 45°C. Extraktionsertrag: 85% der Capsaicinoide
Geräte-Empfehlung:
UP400S

Carotinoide, Beta-Carotinoide

Ultraschallverfahren:
Extraktion aus Karotten.
Geräte-Empfehlung:
UP50H

cDNA

Ultraschallverfahren:
Poly-A-RNA wurde mit dem Dynabeads mRNA-Reinigung-Kit (Invitrogen) nach Herstelleranweisung gereinigt und bei 37°C mit TURBO DNase (Ambion; 0,2 Einheiten/1 µg RNA) für 30Min. behandelt. Die Erst- und Zweitstrang-Synthese wurde gemäß Herstelleranweisung durchgeführt. Ca. 500ng der doppelsträngigen cDNA wurde mit dem Hielscher Ultraschallgerät UTR200fragmentiert. Die DNA wurde in 2% hochauflösendem Agarosegel aufgetrennt und in 230–270 bp-Fragmente geschnitten.
Geräte-Empfehlung:
UTR200 oder TD_CupHorn
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Delft, J. van; Gaj, St.; Lienhard,M.; Albrecht, M. W.; Kirpiy, A.; Brauers, K.; Claessen, S.; Lizarraga, D.; Lehrach, H.; Herwig, R.; Kleinjans, J. (2012): RNA-Seq Provides New Insights in the Transcriptome Responses Induced by the Carcinogen Benzo[a]pyrene. Toxicological Sciences 130/2, 2012. 427–439.

Caryophanon latum

Ultraschallverfahren:
Extraktion von Glucosamin, Muraminsäure, Alanin, Glutaminsäure und Lysin aus Caryophanon latum.
Geräte-Empfehlung:
UP100H

Cellulose/ Zellulose

Ultraschallverfahren:
Homogenisierung / Vorbereitung von isotopisch homogener Zellulose.
Geräte-Empfehlung:
UP200S; im Eisbad
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Laumer et al. (2009): A novel approach for the homogenization of cellulose to use microamounts for stable isotope analyses.

Cellulose nanocrystals (CNC)/ Zellulose-Nanokristalle aus Eukalyptus-Zellulose

Ultraschallverfahren:
Zellulose-Nanokristalle (CNC), die aus Eukalyptus-Zellulose gewonnen wurden, wurden durch die Reaktion mit Adipoyl Methylchlorid (CNCm), oder mit einer Mischung aus Essigsäure und schwefeliger Säure (CNCa) modifiziert. Dafür wurden gefriergetrocknete CNCs, CNCm und CNCa wurden in reinem Lösungsmittel (EA, THF oder DMF) mit 0,1 Gew.-% redispergiert. Nachdem die Probe über Nacht mit einem Magnetrührer bei 24 ± 1°C gerührt wurde, folgte eine 20-minütige Beschallung mit UP100H (Hielscher Ultrasonics), ausgestattet mit einer 130 W/cm2-Sonotrode, bei 24 ± 1°C. Danach wurde der CNC-Dispersion CAB hinzugefügt, so dass eine endgültige Polymer-Konzentration mit 0,9 Gew.-% erreicht wurde.
Geräte-Empfehlung:
UP100H; bei 24°C für 20 Minuten.
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Blachechen, L. S. et al (2013): Interplay of colloidal stability of cellulose nanocrystals and their dispersibility in cellulose acetate butyrate matrix. Cellulose 2013.

Cellulose/ Zellulose aus Zuckerrohr-Bagasse

Ultraschallverfahren:
Extraktion von Zellulose aus Zuckerrohr-Bagasse
Geräte-Empfehlung:
UP200St

ChIP-Test

Ultraschallverfahren:
Ultraschall wird für den Zellaufschluss eingesetzt, um das Chromatin freizusetzen. Milde (gepulste) Beschallung mit Ultraschall wird erfolgreich verwendet, um Chromatin zu fragmentieren. Zudem beschleunigt Ultraschall die Antikörper-Bindung an den Proteinen und verringert dadurch die Immunopräzipitationsdauer.
Geräte-Empfehlung:
UP100H
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Basselet, P. et al. (2008): Sample processing for DNA chip array-based analysis of enterohemorrhagic Escherichia coli (EHEC).
Lauri, A. (2005): Molecular analysis of petal development by X-ChIP and two-hybrid technology. Dissertation University of Cologne 2005.

Chromatin

Ultraschallverfahren:
Chromatin-Scheren
Geräte-Empfehlung:
UP400S; bei 30 % Amplitude und 0,5 Zyklus; auf Eis.
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Oh et al. (2003): Acetyl-CoA Carboxylase Gene Is Regulated by Sterol Regulatory Element-binding Protein-1 in Liver.

Chromatin-Extraktion

Ultraschallverfahren:
Das Lysat der MEL DS19 Zellen wurde mit 10 Zyklen von je 20 Sek. bei 70 % Amplitude mit dem Hielscher 200W-Ultraschallprozessor UP200H beschallt.
Geräte-Empfehlung:
UP200H; 70 % der Maximalleistung; Pulsmodus: 10 Zyklen mit jeweils 20 Sek.
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Kang, H. Ch. et al (2010): PIAS1 regulates CP2c localization and active promoter complex formation in erythroid cell-specific a-globin expression. Nucleic Acids Res. 38/ 16, 2010. pp. 5456–5471.

Chromatographie

Ultraschallverfahren:
Beschallung des Adsorbens im Lösungsmittel beseitigt Agglomerate innerhalb weniger Sekunden und bereitet eine einheitliche, leicht gepackte Säule. Relevant für die Adsorbens-Vorbereitung (z.B. Silikagel) vor der Säulenchromatographie.
Geräte-Empfehlung:
UP400S

Cladocerans

Ultraschallverfahren:
Zellaufschluss von Mesozooplankton
Geräte-Empfehlung:
UP2000hd mit Durchflusszelle
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Viitaslo et al. (2005): Ozone, Ultraviolet Light, Ultrasound and Hydrogen Peroxide As Ballast Water Treatments – Experiments with Mesozooplankton In Low Saline- Brackish Water.

Copepoden und Copepoditen

Ultraschallverfahren:
Zellaufschluss bei Mesozooplankton: durch Beschallung mit folgenden Parametern: bei vier Durchflussraten (200, 400, 520 und 800 l/h-1) und vier Amplituden (25, 50, 75 und 100%) wurde eine Zellaufschluss-Rate zwischen 87% und 99% erreicht.
Geräte-Empfehlung:
UIP2000hd mit Durchflusszelle
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Viitaslo et al. (2005): Ozone, Ultraviolet Light, Ultrasound and Hydrogen Peroxide As Ballast Water Treatments – Experiments with Mesozooplankton In Low Saline- Brackish Water.

Copepod nauplii

Ultraschallverfahren:
Zellaufschluss bei Mesozooplankton: durch Beschallung mit folgenden Parametern: bei vier Durchflussraten (200, 400, 520 und 800 l/h-1) und vier Amplituden (25, 50, 75 und 100%) wurde eine Zellaufschluss-Rate zwischen 87% und 99% erreicht.
Geräte-Empfehlung:
UIP2000hd mit Durchflusszelle
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Viitaslo et al. (2005): Ozone, Ultraviolet Light, Ultrasound and Hydrogen Peroxide As Ballast Water Treatments – Experiments with Mesozooplankton In Low Saline- Brackish Water.

COS7-Zellen

Ultraschallverfahren:
Lyse in 400 μl Pufferlösung
Geräte-Empfehlung:
UP200S; 7 Beschallungs-Zyklen
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Zaim (2005): Analyse von Nesprin-2 Defizienten Mäusen.

Cryptosporidium parvaum

Ultraschallverfahren:
Ultrasonic inactivation of Cryptosporidium parvaum (protozoa) in water.
Geräte-Empfehlung:
UP400S
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Tsukamoto, I.; Yim, B.; Stavarache, C. E.; Furuta, M.; Hashiba, K.; Maeda, Y. (2004): Inactivation of Saccharomyces cerevisiae by ultrasonic irradiation. Ultrason. Sonochem. 11/2004. pp. 61–65.

Cubosomen

Ultraschallverfahren:
Cubosomen – entweder leer oder mit Fluorophormolekülen dotiert – wurden hergestellt, indem eine entsprechende Menge an Monoolein in einer Pluronic F108-Lösung mit dem Ultraschallgerät UP100H dispergiert wurden. Um fluoreszierende Cubosomes zu erhalten, wurde das Fluorophor im geschmolzenen Monoklein mittels milder Ultraschallbehandlung in Pluronic F108 dispergiert. Das gleiche Verfahren wurde auch angewendet, um die fluoreszierenden Cubosomen mit Quercetin zu beladen.
Beispiel: Probengröße: 4 mL – ca. 96,4 wt% Wasser, 3,3wt% Monoolein, 0,3wt% Pluronic F108. Der Fluorophor-Prozentsatz betrug 2,5 × 10−3 und 2,8 × 10−3 wt%. Menge des zugesetzten Quercetins: 6,4 × 10−6 wt%.
Ultraschallverfahren: UP100H, Amplitude 90 %, Puls-Zyklus 0.9, Beschallungsdauer: 10Min.
Geräte-Empfehlung:
UP100H
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Murgia, S.; Bonacchi,S.; Falchi, A. M.; Lampis, S.; Lippolis, V.; Meli, V.; Monduzzi, M.; Prodi, L.; Schmidt, J.; Talmon, Y.; Caltagirone, C. (2013): Drug-Loaded Fluorescent Cubosomes: Versatile Nanoparticles for Potential Theranostic Applications. Langmuir 29, 2013. 6673-6679.

Dekkera bruxellensis

Ultraschallverfahren:
Ultraschall-gestützte Inaktivierung von Dekkera Bruxellensis in Wasser
Geräte-Empfehlung:
UIP1500hd
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Borthwick, K. A. J.; Coakley, W. T.; McDonnell, M. B.; Nowotny, H.; Benes, E.; Grfschl, .M (2005): Development of a novel compact sonicator for cell disruption. J. Microbio. Meths. 60/2005. pp. 207–216. / Lörincz, A. (2004): Ultrasonic cellular disruption of yeast in water-based suspensions. Biosys. Eng. 89/ 2004. pp. 297–308. / Tsukamoto, I.; Yim, B.; Stavarache, C. E.; Furuta, M.; Hashiba, K.; Maeda, Y. (2004): Inactivation of Saccharomyces cerevisiae by ultrasonic irradiation. Ultrason. Sonochem. 11/2004. pp. 61–65.

Dekkera / Brettanomyces Bruxellensis

Ultraschallverfahren:
Inaktivierung in 90-120 Sekunden.
Geräte-Empfehlung:
UIP1500hd
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Borthwick, K. A. J.; Coakley, W. T.; McDonnell, M. B.; Nowotny, H.; Benes, E.; Grfschl, .M (2005): Development of a novel compact sonicator for cell disruption. J. Microbio. Meths. 60/2005. pp. 207–216. / Lörincz, A. (2004): Ultrasonic cellular disruption of yeast in water-based suspensions. Biosys. Eng. 89/ 2004. pp. 297–308. / Tsukamoto, I.; Yim, B.; Stavarache, C. E.; Furuta, M.; Hashiba, K.; Maeda, Y. (2004): Inactivation of Saccharomyces cerevisiae by ultrasonic irradiation. Ultrason. Sonochem. 11/2004. pp. 61–65.

DNA

Ultraschallverfahren:
DNA-Fragmentierung: 2 Min. Beschallung des 100μl Probe mit einem UP100H oder 4 Min. Beschallung der 100μl Probe mit einem UTR200.
Geräte-Empfehlung:
UP100H, UTR200 oder VialTweeter
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Larguinho M. et al. (2010): Development of a fast and efficient ultrasonic-based strategy for DNA fragmentation.

Drosophila melanogaster S2 Zellen

Ultraschallverfahren:
Extraktion von zellulären Proteinen aus Drosophila Melanogaster S2-Zellen: Gefrorene S2-Zellen (1.56108) wurden in 1ml eiskaltem Homogenisierungs-Puffer (100 mM Tris-HCl pH 7,5; 1% SDS) lysiert und anschließend für 10 Min auf Eis ruhen gelassen. Die Zell-Lyse wurde mit einem Hielscher-Ultraschallprozessor UP200S auf Eis (6615 Bursts/ Ultraschallimpulse, 0,5 Sek.-Pulse; 75 % Intensität) erzielt.
Geräte-Empfehlung:
UP200S (200W), 75 %-Intensity; Pulsmodus: 6615 Bursts/ Ultraschallimpulse, 0,5Sek.-Ultraschall-Pulsdauer.
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Schwientek, T. et al. (2007): A serial lectin approach to the mucin-type O-glycoproteome of Drosophila melanogaster S2 cells. Proteomics 7, 2007. pp. 3264-3277.

E. Coli-Derivate

Ultraschallverfahren:
Zellaufschluss der E. Coli-Derivate: die gefrorenen Pellets mit einem Probenvolumen von Volume/culture = 4/OD ml wurden in 580μl 10mM Kalium-Phosphat-Puffer (pH 7, 1mM EDTA) resuspendiert. 20μl der Lysozyme (Konzentration 1g/l-1) wurde hinzugefügt und Zellsuspension wurde für ca. 30 Min. auf Eis inkubiert. Anschließend wurden die Zellen durch kontinuierliche Beschallung mit einem Ultraschall-Zellaufschlussgerät (UP200 Ultraschallprozessor, Dr. Hielscher GmbH, Teltow) auf Eis, bei einer Amplitude von 50 % für 20 Sek. lysiert. Die löslichen und unlöslichen Zellfragmente wurden durch Zentrifugation bei 13000 u/min, 20Min. getrennt. Die unlöslichen Proteine wurden zweimal mit 10mM Kalium-Phosphat-Puffer pH 7, 1mM EDTA gewaschen und bei -20°C gelagert
Geräte-Empfehlung:
UP200S mit 50% Amplitude
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
HA (2005): Optimisation of active recombinant protein production, exploring the impact of small heat-shock proteins of Escherichia coli, IbpA and IbpB, on in vivo reactivation of inclusion bodies.

Echinococcus Granulosus Antigen

Ultraschallverfahren:
Ultraschall-Zellaufschluss und Desintegration: Die homogenisierte Probe des löslichen Proteins aus reifen E. Granulosus Zellen, welche durch Einfrieren/ Auftauen in flüssigem Stickstoff bei 42◦C vorbereitet wurde, wurde bei 110V, 170W für 3×15 Sek. auf Eis beschallt. Danach wurde die Probe für 15Min. bei 10000g zentrifugiert. Die Proteinkonzentration wurde von Bradford-Methode gemessen und die Probe bei -20◦C gelagert.
Geräte-Empfehlung:
UP200S; 170W, gekühlt auf Eis; 3 x 15Sek.
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Tabar et al. (2010): Serodiagnosis of Sheep Hydatidosis with Hydatid Fluid, Protoscolex and Whole Body of Echinococcus granulosus Antigen.

Escherchia coli Gr-

Ultraschallverfahren:
Ultraschall-gestützte Inaktivierung von Escherchia coli Gr- in Milch und Säften.
Geräte-Empfehlung:
UP100H
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Zenker, M.; Heinz, V.; Knorr, D. (2003): Application of ultrasound assisted thermal processing for preservation and quality retention of liquid foods. J Food Prot 66/2003. pp. 1642–1649.

Escherchia coli Gr- in Kochsalzlösung

Ultraschallverfahren:
Ultraschall-gestützte Inaktivierung von Escherchia coli Gr- in Kochsalzlösung.
Geräte-Empfehlung:
UP100H
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Duckhouse, H.; Mason, T. J.; Phull, S. S.; Lorimer, J. P. (2004): The effect of sonication on microbial disinfection using hypochlorite. Ultrason. Sonochem. 11/ 2004. pp. 173–176.

Escherchia coli Gr- in Wasser

Ultraschallverfahren:
Ultraschall-gestützte Inaktivierung von Escherchia coli Gr- in Wasser.
Geräte-Empfehlung:
UP100H
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Furuta, M.; Yamaguchi, M.; Tsukamoto, T.; Yim, B.; Stavarache, C. E.; Hasiba, K.; Maeda, Y. (2004): Inactivation of Escherichia coli by ultrasonic irradiation. Ultrason. Sonochem. 11/2004. pp. 57–60.

Glaukom, Sehnervenkopf

Ultraschallverfahren:
RNA-Fragmentierung der Sehnervenköpfe (von Rattenaugen): die Sehnervenköpfe (ONH = optical nerve heads) wurden auf Trockeneis gefroren und vor der Extraktion bei 80°C gelagert. Die RNA wurde isoliert indem die gefrorenen Nervenköpfe im Kit-Extraktions-Puffer mittels einer MS0,5-Sonotrode (am Ultraschallgerät UP50H) beschallt wurden und anschließend ist mittels DNase-Behandlung die gesamte DNA entfernt worden. Die gereinigte RNA wurde quantifiziert.
Geräte-Empfehlung:
UP50H mit Sonotrode MS0,5
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Johnson et al. (2007): Global Changes in Optic Nerve Head Gene Expression after Exposure to Elevated Intraocular Pressure in a Rat Glaucoma Model.

Glykosaminoglykan-Chondroitinsulfat

Ultraschallverfahren:
Chondroitinsulfat-Bestimmung mittels Dimethylmethylene Blue Assay
Resupsension der Zellen: Chondroitinsulfat(CS)-Pellets wurden in Mikrozentrifugenröhrchen in 0,5ml einer 0,1 mg/ml Papain-Lösung in Hanks ausgeglichene Salzlösung (HBSS) mit Ultraschall behandelt. Der Ultraschall wurde mit dem Ultraschallgerät UP50H impulsmäßig (Pulsmodus: cycle 1) bei 100 % Amplitude für 3 Sek. resuspendiert. Danach lief der Aufschluss bei 60°C über 24h statt.
Für den Enzym-Immuntests (ELISA) wurden die Zellen dann in destilliertem und entsalztem Wasser bei einer Konzentration von 106 Zellen/ml suspendiert und bei -70°C über Nacht im Gefrierschrank gelagert, um den Zellaufschluss zu unterstützen. Danach wurden die Zellen für 40 Sek. mit dem Hielscher Ultraschallhomogenisator UP100H beschallt.
Geräte-Empfehlung:
UP100H
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Vandrovcova et al. (2011): Influence of Collagen and Chondroitin Sulfate (CS) Coatings on Poly-(Lactide-co-Glycolide) (PLGA) on MG 63 Osteoblast-Like Cells. Physiol. Res. 60; 2011. 797-813.

HaCaT-Zellen

Ultraschallverfahren:
Lyse von HaCaT-Zellen für die Chromatin-Immunopräzipitation (ChIP): HaCaT-Zellen wurden mit 1% Formaldehyd für 10 Minuten bei 37uC fixiert. Die fixierten Zellen wurden im RIPA-Puffer lysiert und mit einem 100W-Ultraschallgerät bei Amplitude =1 und Ultraschall-Zyklus =100 % in 12 einminütigen Ultraschallzyklen beschallt (12 x 1 Min.).
Geräte-Empfehlung:
UP100H; für 12 Min. auf Eis,
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Zhang et al. (2007): Basonuclin Regulates a Subset of Ribosomal RNA Genes in HaCaT Cells.

Heparin: Depolymerisation von Heparin

Ultraschallverfahren:
Mittels ultraschall-gestützter Depolimerisation ist es möglich, niedermolekulares Heparin (low molecular weiht heparin = LMWH) zu produzieren. Dazu wird Heparin einer wasserstoffperoxid-katalysierten radikalen Depolymerisation unterzogen. Die Reaktion ist sehr schnell und läuft in weniger als 1 Stunde ab. Der physikalisch-chemische Depolymerisationsprozess basiert auf milden Reaktionsbedingungen, die keine scharfen oder toxischen Reagenzien erfordern, so dass ein Produkt erzeugt wird, das frei von chemischen Rückständen ist. Der Ultraschall-Prozess eignet sich auch für die kommerzielle Produktion von LMWH, aber auch für die Produktion von analog hergestellten Stoffen aus natürlichen sulfatierten Polysacchariden.
Ultraschall-Verfahren:
Für die physikalisch-chemische Depolymerisation von unfraktioniertem Heparin durch eine ultraschall-gestützte radikale Depolymerisation wurde Heparin in Wasser gelöst, so dass eine Endkonzentration von 25 mg/mL (5 mL) vorlag. Das Reaktionsgemisch wurde mit einem Ultraschallgerät UP50Hbeschallt. Am Ultraschallhomogenisator war mit eine Sonotrode (Mikrospitze MS3) mit einem Durchmesser von 3mm montiert, so dass eine Amplitude von 180μm erzeugt werden kann. Der Ultraschallprozessor UP50H generiert longitudinale Schwingungen mit einer Frequenz von 30 kHz. Die Temperatur des Reaktionsgemisches wurde in einem Radleys®-Reaktor bei 60°C konstant gehalten. Für eine intervallmäßige Beschallung wurde das Ultraschallgerät im Pulsmodus von 0,5 Sek. betrieben, um ein Erhitzen des Reaktionsgemisches zu vermeiden. Der Suspension wurde ein Zerotime-Aliquot (250μl) entnommen, bevor die Reaktion durch gleichzeitige Zugabe von Wasserstoffperoxid und Ultraschall initiiert wurde. Die Menge an zugefügtem Wasserstoffperoxid wurde so bemessen, dass sich ein endgültiges Wasserstoffperoxid/Heparin (w/w)-Verhältnis von 0,15 (3,75 mg/mL) ergab.
Geräte-Empfehlung:
UP50H mit Sonotrode MS3
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Achour, Oussama; Bridiau, Nicolas; Godhbani, Azza; Le Joubioux, Florian; Bordenave Juchereau, Stephanie; Sannier, Fredéric; Piot, Jean-Marie; Fruitier Arnaudin, Ingrid; Maugard, Thierry (2013): Ultrasonic-assisted preparation of a low molecular weight heparin (LMWH) with anticoagulant activity. Carbohydrate Polymers 97; 2013. 684–689.

Hopfen

Ultraschallverfahren:
Extraktion von Wirkstoffen/ Kräuterextrakten in Wasser und Ethanol.
Geräte-Empfehlung:
UP400S

Lactobacillus (Lyse/ DNA-Isolierung verschiedener Lactobacillus-Stämme)

Ultraschallverfahren:
Lactobacillus-Stämme: L. pontis, L. sanfranciscensis, L. farciminis, L. panis, L. oris, L. vaginalis und L. reuteri, L. sp.
Verfahren: Für die DNA-Isolierung der einzelnen Kolonien wurde ein Ultraschall-Lyse-Protokoll entwickelt. Eine Kolonie (2-3mm ∅) wurden in 100ml Lysepuffer (20 mM EDTA, 10 mM Tris [pH 7,9], 1% Triton X-100, 500mM Guanidin-HCl, 250mM NaCl) suspendiert. Die Zellen wurden währen einer 1-minütigen Beschallung mit dem Ultraschallhomogenisator UP50Haufgeschlossen. Nach der Zugabe von 150μl von kaltem Ethanol (-20°C) wurde die Suspension über einer QIAamp-Spinsäule zentrifugiert und schließlich mit 60μl-Puffer (10 mM Tris [pH 7,5]) eluiert.
Für eine schnelle und zuverlässige Identifizierung der einzelnen Reinkulturen wurde das PCR-Assay mit einem schnellen DNA-Isolationsverfahren kombiniert. Zeitaufwändige enzymatische Lyseverfahren und unterschiedliche Suszeptibilität der Bakterien gegenüber dem Lysozym wurden durch eine Ultraschallbehandlung der Zellen mit anschließender Reinigung und Konzentration, bei der die DNA an eine Silicamatrix gebunden wurde, umgangen. Das Zellmaterial einer einzelnen Kolonie reicht für einen PCR-Test aus.
Geräte-Empfehlung:
UP50H
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Müller, M. R. A. (2000): Characterization of the Microbial Ecosystem of Cereal Fermentations using Molecular Biological Methods. Dissertation University of Cologne, 2000.

Lactobacillus acidophilus Gr

Ultraschallverfahren:
Ultraschall-gestützte Inaktivierung von Lactobacillus acidophilus Gr in Milch und Säften.
Geräte-Empfehlung:
UIP500hd
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Zenker, M.; Heinz, V.; Knorr, D. (2003): Application of ultrasound assisted thermal processing for preservation and quality retention of liquid foods. J Food Prot 66/2003. pp. 1642–1649.

Legionella pneumophila Gr in verdünntem Medium

Ultraschallverfahren:
Ultraschall-gestützte Inaktivierung von Legionellen Gr in verdünntem Medium.
Geräte-Empfehlung:
UIP500hd
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Dadjour, M. F.; Ogino, C.; Matsumura, S.; Nakamura, S.; Shimizu N. (2006): Disinfection of Legionella pneumophila by ultrasonic treatment with TiO2. Water Res 40/2006. pp.1137–1142.

Leuconostoc mesenteroides

Ultraschallverfahren:
Die Leukozyten-Lysozmaktivität bei myeloischer Leukämie: Die Zellsuspension wurde für 15 Min. beschallt und die Lysozym-Aktivität in der Probe bestimmt (Assay). Die Lysozym-Konzentration der Leukozyten Ug/10 Zellen wurde bestimmt.
Geräte-Empfehlung:
UP50H

Leukozytische Isozymaktivität in myeloischer Leukämie

Ultraschallverfahren:
Probenvorbereitung: Die Zellsuspension wurde mit Ultraschall behandelt und Lysozym-Aktivität in der Probe im Assay getestet. Die Lysozym-Konzentration der Leukozyten Ug/106 wurde bestimmt.
Geräte-Empfehlung:
UP200St

Malachitgrün

Ultraschallverfahren:
Sono-photocatalytischer Abbau von Malachitgrün (ein starkes Bakterizid): der photokatalytische Abbau allein ist schneller als ein sonolytischer Abbau, jedoch kann die Effizienz kann durch eine Kopplung beider Prozesse deutlich verbessert werden. Malachitgrün, ein starkes Bakterizid wirkt äußerst ökotoxisch auf marine Bakterien, aber es kann in organisches Material umgewandelt werden, das weniger oder gar nicht giftig ist.
Geräte-Empfehlung:
UP400S

Mangiferin-Acylierung

Ultraschallverfahren:
Mangiferin (1,3,6,7-Tetrahydroxy-2-[3,4,5-trihydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-2-yl]xanthen-9-one; Formel: C19H18O11) ist ein Polyphenol mit C-Glycosylxanthone-Struktur, welches in vielen Pflanzenarten zu finden ist. Mangiferin zeigt verschiedene pharmakologische Wirkungen. Die regioselektive Acylierung von Mangiferin kann mittels Lipase unter Ultraschall sehr effizient katalysiert werden. Verglichen mit den herkömmlichen Methoden zeichnet sich die ultraschallgestützte Katalyse durch eine kürzeren Reaktionszeit und höhere Ausbeute aus. Als optimale Bedingungen für die ultraschall-gestützte Mangiferin-Acylierung waren die Folgenden:
Lipase: PCL, Acyl-Donor: Vinylacetat; Reaktionslösungsmittel: DMSO, Reaktionstemperatur: 45°C, Ultraschallleistung: 200W; Substrat-Verhältnis: Acyl-Donor/Mangiferin 6/1, Enzymzugabe: 6 mg/ml
Der regioselektive Acylierungsertrag lag bei bis zu 84 %.
Geräte-Empfehlung:
UP200St oder UP200Ht
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
vgl.: Wang, Z.; Wang, R.; Tian, J.; Zhao, B; Wei, X.F.; Su, Y.L.; Li, C.Y.; Cao, S.G.; Wang, L. (2010): The effect of ultrasound on lipase-catalyzed regioselective acylation of mangiferin in non-aqueous solvents. J. Asian Nat Prod. Res. 12/1, 2010. 56-63.

Molekül-Extraktion

Ultraschallverfahren:
Extraktionsprotokoll für die Extraktion aus Gips, Rheolite, Basalt, Edfellasche und Obsidianglas:
Jeweils 1g-Proben mit Regolith oder Schotter wurden einer ultraschall-gestützten Flüssigextraktion unterzogen, um bestimmte Moleküle zu extrahieren und zu lösen. Dazu wurde den 1g-Proben im Reagenzglas 3ml MeOH P80 hinzugefügt und für 20 Minuten mit dem Ultraschallgerät UP50H bei 40 % Amplitudeneinstellung beschallt. Anschließend wurde die Mischung für 10 Min. stehengelassen. Der trübe Überstand, der sich überhalb der sedimentierten Analogprobe gebildet hatte, wurde in 1,5ml Zentrifugenröhrchen dekantiert. Um den Verlust an extrahierten Bestandteilen durch Adsorption an den Oberflächen der hydrophobe Polymer-Zentrifugenröhrchen zu minimieren, wurden die Teströhrchen zunächst mit 0,5% (w/V) BSA in 100 mM HEPES pH 7.4 blockiert. Die Überstände wurden durch Zentrifugieren bei 17000g für 10 Min. geklärt und bei 2-8°C in Glasvials gelagert bevor sie in Immunoassays getestet wurden.
Geräte-Empfehlung:
UP50H
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Rix, C.(2012): Detecting Life on Mars and the Life Marker Chip: Antibody Assays for Detecting Organic Molecules in Liquid Extracts of Martian Samples. Dissertation Cranfield University 2012.

Mäuseleber-Pellets

Ultraschallverfahren:
Die Pellets wurden gewaschen und 5 Min. mit weiteren 0,5 mL LB2 beschallt und anschließend mit 12.000g für 20 Min. zentrifugiert. Der zwei Fraktionen des Überstands wurden gesammelt. zuletzt wurden die Pellets mit 0,5 mL Puffer - bestehend aus 40 mM Tris-Base, 5 M Harnstoff, 2 M Thioharnstoff, 4 % CHAPS, 100 mM DVB-t, 0,5 % (V/V) Biolyte 3-10 (LB3) - gelöst, mit Ultraschall behandelt und für 20 Min. mit 12.000g zentrifugiert.
Geräte-Empfehlung:
UP200S; für 5 Minuten.
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Gazzana et al. (2009): An update on mouse liver proteome.

Mäuseleber-Suspension

Ultraschallverfahren:
Homogenisieren der Probe, um Zelllysat herzustellen.
Geräte-Empfehlung:
UP200S; für 3 x 20 Sek.
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Gazzana et al. (2009): An update on mouse liver proteome.

Penicillium digitatum

Ultraschallverfahren:
Ultraschall Inaktivierung von Penicillium Digitatum (ein Pflanzenerreger) auf Sabouraud-Nährboden.
Geräte-Empfehlung:
UP200St
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
López-Malo, A.; Palou, E.; Jiménez-Fernández, M.; Alzamora, S. M.; Guerrero, S. (2005): Multifactorial fungal inactivation combining thermosonication and antimicrobials. J. Food Eng. 67/ 2005. pp. 87–93.

Phycocyanin der Spirulina Platensis (Arthrospira Platensis)

Ultraschallverfahren:
Extraktion von Phycocyanin aus Spirulina Platensis- (Arthrospira Platensis) Zellen.
Geräte-Empfehlung:
UP400S

Pflanzenzellen und Pflanzengewebe

Ultraschallverfahren:
30 % verdichtete Pflanzenzellen (W/V) werden in destilliertem Wasser für 1-15 Min. beschallt und dadurch lysiert; Zellaufschluss und Desintegration von Pflanzengewebe: 1 g getrocknetes Pflanzengewebe wird in Alkohol suspendiert und wird durch ca. 5-minütige Ultraschallbehandlung aufgeschlossen.
Geräte-Empfehlung:
UP100H

Platelets: Thrombozyten/ Blutplättchen

Ultraschallverfahren:
Präparaten eines Thrombozyten-Lysats: Zellaufschluss durch Ultraschall in 1 – 5 Min.
Geräte-Empfehlung:
UP200Ht

Pleurotus tuberregium

Ultraschallverfahren:
Extraktion von Polysacchariden aus dem Pilz Pleurotus tuberregium
Geräte-Empfehlung:
UP400S

Poly(Milchsäure-co-Glykolsäure)/ (Poly(lactic-co-glycolic acid/ PLGA)

Ultraschallverfahren:
Vorbereitung der Rinder-Serumalbumin (BSA)-geladenen Poly (Milchsäure-co-Glykolsäure) (PLGA) durch Beschallung in 40 Sekunden.
Geräte-Empfehlung:
Dmini; für 40 Sek.
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Freitas et al. (2005): Flow-through ultrasonic emulsification combined with static micromixing for aseptic production of microspheres by solvent extraction.

Polyphenole des Apfels

Ultraschallverfahren:
Ultraschall-Extraktion der Polyphenole aus Apfel. Lösungsmittel: wässrig. Um 6% gesteigerte Ausbeute mittels Ultraschall; Ultraschallintensität: 20 - 75Ws/ml; Prozess- Temp.: auf 80°C erhitzt.
Geräte-Empfehlung:
UIP2000hd
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Vilkhu, K.; Manasseh, R.; Mawson, R.; Ashokkumar, M. (2011): Ultrasonic Recovery and Modification of Food ingredients. In: Feng/ Barbosa-Cánovas/ Weiss (2011): Ultrasound Technologies for Food and Bioprocessing. New York: Springer, 2011. pp. 345-368.

Polyphenole aus schwarzem Tee

Ultraschallverfahren:
Ultraschall-Extraktion von Polyphenolen aus schwarzem Tee. Lösungsmittel: wässrig. Um 6-18 % gesteigerte Ausbeute; Beschallungsintensität: 8-10 Ws/ml; Umgebungsdruck, Prozess-Temp.: auf 90°C erhitzt.
Geräte-Empfehlung:
UIP2000hd
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Vilkhu, K.; Manasseh, R.; Mawson, R.; Ashokkumar, M. (2011): Ultrasonic Recovery and Modification of Food ingredients. In: Feng/ Barbosa-Cánovas/ Weiss (2011): Ultrasound Technologies for Food and Bioprocessing. New York: Springer, 2011. pp. 345-368.

Polyphenole aus rotem Traubentrester

Ultraschallverfahren:
Ultraschall-Extraktion von Polyphenolen aus rotem Traubentrester. Lösungsmittel: wässrig. Um 11-35 % gesteigerte Ausbeute ; BeschallungsIntensität: 20-75Ws/ml; Umgebungsdruck.
Geräte-Empfehlung:
UIP2000hd
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Vilkhu, K.; Manasseh, R.; Mawson, R.; Ashokkumar, M. (2011): Ultrasonic Recovery and Modification of Food ingredients. In: Feng/ Barbosa-Cánovas/ Weiss (2011): Ultrasound Technologies for Food and Bioprocessing. New York: Springer, 2011. pp. 345-368.

Polyphenole, Aminosäuren und Koffein aus grünem Tee

Ultraschallverfahren:
Extraktion von Wirkstoffen aus grünem Tee in Wasser
Geräte-Empfehlung:
UP400S

Schweinefleisch: Fleisch pökeln

Ultraschallverfahren:
Für das ultraschallgestützte Pökeln wurden Schweinefleischlende (Longissimus dorsi) Salzlake (40 g L−1) eingelegt und bei 5°C mit niederfrequentem Ultraschall (20 kHz) bei geringer Intensität (2–4 W/cm−2) behandelt. Um die Auswirkungen des Ultraschalls während des Pökelns zu untersuchen, wurden die Gewebemikrostrukturen des Schweinefleischs, die Proteindenaturierung, die Wasser-Bindungskapazität, das Wasser-Fassungsvermögen, der Natrium-Chlorid-Diffusionskoeffizient sowie die Fleischtextur analysiert. Die Ergebnisse zeigten, dass die Ultraschallbehandlung wünschenswerte mikrostrukturelle Veränderungen im Fleischgewebe verursacht. Das Wasser-Fassungsvermögen und die strukturelle Eigenschaften wurden durch Ultraschall im Vergleich zu den traditionell gepökelten Proben (eingelegt und gepoltert) verbessert. Es konnte gezeigt werden, dass die positiven Effekte mit der Ultraschallintensität korrelieren. Höhere Intensitäten bzw. längere Behandlungszeiten verursachen eine Denaturierung der Proteine. Das konstante Diffusionskoeffizienten-Modell bildet die NaCl-Diffusionskinetik während des Pökelns genau ab. Ultraschall verbesserte die Diffusion des Salzes im Vergleich zu herkömmlich gepökelten Fleischproben deutlich und der Diffusionskoeffizient stieg mit erhöhter Ultraschallintensität exponentiell an.
Geräte-Empfehlung:
UP200Ht mit Sonotrode S26d40
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Siro, I.; Ven, Cs.; Balla, Cs.; Jonas, G.; Zeke, I.; Friedrich, L. (2009): Application of an ultrasonic assisted curing technique for improving the diffusion of sodium chloride in porcine meat. Journal of Food Engineering 91/2, 2009. 353–362.

Porphyra yezoensis

Ultraschallverfahren:
Ultraschall-gestützter Abbau von Polysacchariden der Porphyra Yezoensis: 50mL Lösung, bestehend aus 1,0 g / 100mL Porphyra Yezoensis Polysaccarides (Trockengewicht), wurden für 4 Stunden mit einem UP400S beschallt.
Geräte-Empfehlung:
UP400S; gepulster Ultraschall (Pulszyklen: 2 Sek. Ultraschall / 2 Sek. Pause) bei 20°C.

Pulver

Ultraschallverfahren:
Mahlen, Desagglomeration und Dispergierung zu feinskaliger, uniformer Korngröße mit gleichmäßiger Partikelverteilung.
Geräte-Empfehlung:
UP200St

Ratten-Knochen

Ultraschallverfahren:
Aufschluss der Probe mit 1g Rattenknochen in 5-7 Minuten.
Geräte-Empfehlung:
UP200St

Ratten-Leber

Ultraschallverfahren:
Zellaufschluss und Homogenisierung des Gewebes mit einem UP400S.
Geräte-Empfehlung:
UP400S; 3 mal für 30 Sek. Ultraschall; auf Eis gekühlt.
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Oh et al. (2003): Acetyl-CoA Carboxylase Gene Is Regulated by Sterol Regulatory Element-binding Protein-1 in Liver.

Ratten-Haut

Ultraschallverfahren:
Zellaufschluss der Probe mit 1g Rattenhaut in 1 Min.
Geräte-Empfehlung:
UP400S

Rawolfia Serpentina

Ultraschallverfahren:
Extraktion des Alkaloids Reserpin.
Geräte-Empfehlung:
UP100H

Rebaudiosid A

Ultraschallverfahren:
Proben von je 10g trocken und gemahlenen Stevia-Blätter wurden in 100 mL Wasser mit einem Magnetrührer kontinuierlich gerührt. Der pH-Wert wurde mit 0,01M pH7 -Natrium-Phosphat kontrolliert. Die Probe wurde in ein 150 mL-Becherglas gefüllt und mit einem Stabschwinger-Ultraschallgerät (UIP500hd20kHz, 500W) beschallt. Die Spitze der Sonotrode war ca. 1,5 cm in die Suspension mit den Stevia-Blättern eingetaucht. Das Ultraschallgerät wurde mit einer Leistung von 350W eingesetzt. Eine milde Beschallung von 350 W für 5-10 Minuten bei einer konstanten Temperatur von 30°C ergab eine Rebaudiosid A-Ausbeute von 30-34g je 100g Probe. Nach dem Beschallen wurde das Extrakt zentrifugiert und mit einer 0,45μm mikroporöse Membran gefiltert. Das Filtrat wurde für eine Analyse der Rebaudiosid A-Ausbeute herangezogen. Der Extraktionsertrag von Rebaudiosid A Inhalt wurde mittels HPLC analysiert.
Durch die lösemittelfreie ultraschallgestützte Extraktion wurde im Vergleich zu traditionellen Extraktionsmethoden (z.B. Hitzeextraktion oder Mazeration) eine hohe Ausbeute an Rebaudiosid A gewonnen.
Geräte-Empfehlung:
UIP500hd

Reisstärke

Ultraschallverfahren:
Zellaufschluss, Stärkegewinnung und Aufbrechen der nichtkovalenten Bindungen zwischen Protein und Stärke einer Reismehl-Slurry (33 %) in 20- – 40 Min.
Geräte-Empfehlung:
UP500hd; 20 – 40 Min.

Rädertierchen

Ultraschallverfahren:
Zellaufschluss von Mesozooplankton: Beschallung bei vier Durchflussraten (200, 400, 520 und 800lh-1) und vier Amplituden (25, 50, 75 und 100 %) wurde eine Aufschluss-/ Zerstörungsrate zwischen 58% und 85% erreicht.
Geräte-Empfehlung:
UP2000 mit Durchflusszelle
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Viitaslo et al. (2005): Ozone, Ultraviolet Light, Ultrasound and Hydrogen Peroxide As Ballast Water Treatments – Experiments with Mesozooplankton In Low Saline- Brackish Water.

S. fragilis

Ultraschallverfahren:
Freisetzung von Galactokinease in 4 Minuten.
Geräte-Empfehlung:
UP200St

Saccharomyces cerevisiae

Ultraschallverfahren:
Zellaufschluss
Geräte-Empfehlung:
UP400S
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Guerrero, S,; López-Malo, A.; Alzamora, S. M. (2001): Effect of ultrasound on the survival of Saccharomyces cerevisiae: influence of temperature, pH and amplitude. Innov. Food Sci. Emerg Technol. 2/2001. pp. 31–39.

Saccharomyces cerevisiae

Ultraschallverfahren:
Ultraschall-gestützte Inaktivierung von Saccharomyces Cerevisiae auf Sabouraud-Nährboden und in Kochsalzlösung.
Geräte-Empfehlung:
UP400S
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Yap, A.; Jiranek, V.; Grbin, P.; Barnes, M.; Bates, D. (2007): Studies on the application of high power ultrasonics for barrel and plank cleaning and disinfection. Austr. NZ Wine Indust. J. 22(3)/ 2007. pp. 96–104.

Salmonella Senftenberg 775W Gr-

Ultraschallverfahren:
Ultraschall-gestützte Inaktivierung von Salmonella Senftenberg 775W Gr- in McIlvaine Citrat-Phosphat-Puffer oder Nährstofflösung.
Geräte-Empfehlung:
UP100H
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Álvarez, I.; Manas, P.; Virto, R.; Condón, S. (2006): Inactivation of Salmonella Senftenberg 775W by ultrasonic waves under pressure at different water activities. Int. J. Food Microbiol. 108/2006. pp. 218–225.

Salvia miltiorrhiza bunge

Ultraschallverfahren:
Extraktion von biologisch aktiven Verbindungen: Natrium Danshensu und vier Tanshinones (Dihydrotanshione I, Tanshinone I, Cryptotanshinone und Tanshinone IIA).
Geräte-Empfehlung:
UP100H

Salvia Officinalis

Ultraschallverfahren:
Gewinnung von Wirkstoffen aus Salvia Officinalis (Salbei) in weniger als 2 Stunden.
Geräte-Empfehlung:
UP50H

Serum

Ultraschallverfahren:
Homogenisierung
Geräte-Empfehlung:
UP200Ht

Schafsleber: Zystische Schafs-Leber, -Lunge und positives Blut (Echinococcus Granulosus Antigene)

Ultraschallverfahren:
Zystische Schafsleber, -lunge und positives Blut (Echinococcus Granulosus Antigene bei Lämmern): die Probe wurde für 2 × 15 Sek. auf Eis beschallt bis keine intakten Protoscolices mehr sichtbar waren.
Geräte-Empfehlung:
UP200S; 2 x 15 Sek.
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Tabar et al. (2009): Antibody response against hydatid fluid, protoscolex and whole body of Echinococcus granulosus antigens in lambs.

Sorbitan Trioleat, Ethanol (als Lösungsmittel) und Bi-2212-Pulver

Ultraschallverfahren:
Ultraschall-gestützte Desagglomerierung einer Slurry, die das Dispersionsmittel Sorbitan Trioleat, Ethanol (als Lösungsmittel) und Bi-2212-Pulver enthält.
Geräte-Empfehlung:
UP200S; 3 Min.
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Mora et al. (2009): Fabrication of Superconducting Coatings on Structural Ceramic Tiles.

Soja-Isoflavone

Ultraschallverfahren:
Ultraschall-Extraktion von Soja-Isoflavonen in Wasser und Lösungsmittel. Um bis zu 15% gesteigerter Extraktionsertrag.
Geräte-Empfehlung:
UP200St
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Rostagno et al. (2003), referenced by Vilkhu, K.; Manasseh, R.; Mawson, R.; Ashokkumar, M. (2011): Ultrasonic Recovery and Modification of Food ingredients. In: Feng/ Barbosa-Cánovas/ Weiss (2011): Ultrasound Technologies for Food and Bioprocessing. New York: Springer, 2011. pp. 345-368.

Sojaprotein

Ultraschallverfahren:
Ultraschall-Extraktion von Sojaprotein in Wasser und Alkalien (Natriumhydroxid). Gesteigerte Ausbeute um 53%. Die Inline-Beschallung zeigte sich als effizienter als die Batch-Extraktion (mit kontinuierlicher Beschallung (Inline) wurde eine 23 % höhere Ausbeute erzielt).
Geräte-Empfehlung:
UIP1000hd für die Beschallung im Batch/ Beaker und mit Durchflussreaktor für Inline-Beschallung.
Referenz / Wissenschaftliche Literatur:
Moulton and Wang (1982), referenced by Vilkhu, K.; Manasseh, R.; Mawson, R.; Ashokkumar, M. (2011): Ultrasonic Recovery and Modification of Food ingredients. In: Feng/ Barbosa-Cánovas/ Weiss (2011): Ultrasound Technologies for Food and Bioprocessing. New York: Springer, 2011. pp. 345-368.

Spermien-Köpfe (Mensch)

Ultraschallverfahren:
Zellaufschluss/ Zerstörung in 10 Min.
Geräte-Empfehlung:
UP100H

Spermienschwänze (Mensch)

Ultraschallverfahren:
Sofortige Zerstörung
Geräte-Empfehlung:
UP100H

Stevia Rebaudiana Bert.

Ultraschallverfahren:
Ultraschall-Extraktion von Steviosid-Glykosid aus Proben von 10g trockener Blätter der Stevia Rebaudiana mit vier Partikel-Größen (0,315mm, 2mm, 6,3mm und zerstoßene trockene Blätter) wurden mit verschiedenen Lösungsmitteln gemischt: destilliertem Wasser, Wasser/Ethanol-Gemisch (55 bis 70 %) mit verschiedenen Probengewichten im Lösungsmittel-Verhältnisse: 1/10, 1/8, 1/5 (w/v) und mit Ultraschall bei Raumtemperatur beschallt. Beschallungsdauer: < 5 min. Geräte-Empfehlung:
UP200St