Laboraufgaben mit einem Ultraschall-Homogenisator meistern

Sonicators sind unverzichtbare Laborgeräte für eine Vielzahl von Anwendungen wie Homogenisieren und Mischen, Extrahieren, Dispergieren, Emulgieren, Auflösen, Zellaufschluss, DNA-Fragmentierung und sonochemische Reaktionen. In der Regel werden Sonotrodensonotroden verwendet, um diese allgemeinen Aufgaben in der täglichen Laborarbeit zu erfüllen. Für Laborproben, bei denen Kreuzkontaminationen oder Probenverluste einschränkende Faktoren sind, sind berührungslose Hielscher-Sonikatoren die beste Lösung für die Probenvorbereitung mit Ultraschall.

Sonotroden und berührungslose Sonotroden

Der Sonotroden-Sonicator erzeugt intensive Ultraschallwellen – fokussiert auf die Spitze der Sonotrode oder Sonde – in das Medium. Die Verwendung eines offenen oder geschlossenen Gefäßes ermöglicht eine einfache, aber zuverlässige Ultraschallbehandlung von flüssigen Medien. Die Montage der Sonotrode an einer Durchflusszelle ermöglicht die kontinuierliche Beschallung eines Flüssigkeitsstroms. Ein solcher Durchflussaufbau ist eine ausgeklügelte Methode zur Ultraschallbehandlung größerer Volumina oder zähflüssiger Flüssigkeiten und Pasten.
Mit berührungslosen Sonikatoren wie dem VialTweeter, dem Multi-Well-Platten-Sonikator UIP400MTP, dem CupHorn und dem GDmini2-Flow-Reaktor können Proben berührungslos bearbeitet werden. – Vermeidung von Kreuzkontaminationen und Probenverlusten. Ein weiterer Vorteil der berührungslosen Ultraschallgeräte von Hielscher ist die hohe Durchsatzkapazität bei der Probenvorbereitung.

 

 
Unter Beschallung versteht man die Anwendung von Leistungsultraschall über eine Ultraschallsonde, um Partikel in einer Probe zu bewegen und zu manipulieren. Ultraschallgeräte werden in der akademischen Forschung, in analytischen und forensischen Labors, in klinischen Einrichtungen und in der Produktion eingesetzt, wo sie zur Homogenisierung und zum Mischen von Flüssig-Flüssig- oder Flüssig-Fest-Suspensionen, zur Extraktion bioaktiver Substanzen und zellulärer Verbindungen, zur Desintegration von Zellen, Bakterien und Gewebe, zum Auflösen von Pulvern, zum Lösen von Biofilmen oder zum Auslösen chemischer Reaktionen verwendet werden.

 

 

Da das Anwendungsgebiet von Ultraschallgeräten so breit gefächert ist, werden Ultraschallgeräte oft in Bezug auf ihre spezifische Aufgabe bezeichnet. Deshalb findet man Ultraschallgeräte unter verschiedenen Bezeichnungen wie:

• Ultraschall-Homogenisator:
  Ultraschallhomogenisatoren werden zum Mischen und Vermengen von zwei oder mehr Phasen zu einer einheitlichen Suspension verwendet. Als leistungsstarke Alternative zu Hochdruckhomogenisatoren, Blattmischern und Mikrofluidisatoren glänzen Sondenschallgeräte mit ihrer außergewöhnlichen Fähigkeit zur Herstellung von Nano-Dispersionen und Nano-Emulsionen.
• Ultraschall-Dispergierer:
  Ultraschall-Dispergierer verwenden Hochfrequenz-Schallwellen, um Partikel in kleinere Größen zu zerlegen und sie gleichmäßig in einer Flüssigkeit zu verteilen. Dieses Verfahren eignet sich besonders für die Herstellung stabiler Suspensionen von Feststoffpartikeln in Flüssigkeiten, z. B. zum Dispergieren von Pigmenten in Druckfarben oder von Partikeln in Schlämmen.
• Ultraschall-Emulgator:
  Ultraschall-Emulgatoren nutzen Ultraschallwellen zur Herstellung feiner Emulsionen, indem sie zwei nicht mischbare Flüssigkeiten wie Öl und Wasser mischen. Die hochintensiven Schallwellen erzeugen Kavitationsblasen, die implodieren und starke Scherkräfte erzeugen, die die Tröpfchen in Emulsionen in Nanogröße zerlegen und sie stabil und gleichmäßig machen.
• Ultraschall-Zellenzerkleinerer:
  Diese auch als Ultraschall-Zellauflöser oder Lysatoren bezeichneten Geräte verwenden Ultraschallenergie, um Zellmembranen aufzubrechen und intrazelluläre Inhalte freizusetzen. Dieser Prozess ist in biologischen und biochemischen Anwendungen für die Extraktion von Proteinen, DNA und anderen zellulären Komponenten unerlässlich.
• Ultraschall-Extraktor:
  Ultraschallextraktoren setzen Ultraschallwellen ein, um das Pflanzenmaterial aufzubrechen und die Extraktion bioaktiver Verbindungen wie ätherischer Öle, Flavonoide oder anderer Phytochemikalien zu verbessern. Der Kavitationseffekt verbessert die Lösungsmittelpenetration und den Stofftransport, was zu einer effizienteren Extraktion führt.
• Ultraschall-Dissolver:
  Ultraschalldissolver nutzen die Ultraschallenergie, um Feststoffe schnell und effizient in Flüssigkeiten aufzulösen. Dies ist nützlich für die Herstellung von Lösungen oder Suspensionen, in denen der gelöste Stoff gleichmäßig und schnell dispergiert werden muss, wie z. B. in Arzneimitteln oder chemischen Formulierungen.
• Ultraschall-Mischgerät:
  Ultraschallmischer setzen hochintensive Ultraschallwellen ein, um Flüssigkeiten und Schlämme zu mischen und eine einheitliche Zusammensetzung zu gewährleisten. Dieses Mischverfahren kann eine breite Palette von Viskositäten verarbeiten und ist besonders effektiv bei der Homogenisierung von Produkten, die sich mit herkömmlichen Methoden nur schwer mischen lassen, wie z. B. Zementpasten oder Masterbatches mit hohem Feststoffanteil.
• Ultraschall-Rührwerk:
  Ultraschallrührwerke nutzen Ultraschallenergie zum Rühren oder Schütteln von Flüssigkeiten, um eine gleichmäßige Durchmischung zu fördern und Ablagerungen zu verhindern. Diese Methode ist in verschiedenen Branchen von Vorteil, um die Konsistenz von Lösungen, Suspensionen oder Dispersionen über einen längeren Zeitraum aufrechtzuerhalten.

Beschallung von Multiwell-Platten und Petrischalen

Multiwell-Platten und Petrischalen sind gängige Laborgefäße, die sich stark voneinander unterscheiden. Multiwell-Platten, auch bekannt als Mikroplatten oder Mikrotiterplatten, sind flache Platten mit mehreren „Brunnen“ als kleine Reagenzgläser verwendet. Sie sind in verschiedenen Konfigurationen erhältlich, in der Regel mit 6, 12, 24, 48, 96, 384 oder 1536 Vertiefungen, die ein Screening und Testen mit hohem Durchsatz ermöglichen.
Petrischalen hingegen sind flache, zylindrische Schalen mit Deckel, die in der Regel aus Glas oder Kunststoff bestehen. Sie bieten eine flache Oberfläche für die Kultivierung von Mikroorganismen.
Das spezifische Design der beiden Probengefäße bringt Herausforderungen mit sich, wenn die Beschallung als Prozessschritt eingesetzt werden soll. Mit dem Plattenbeschallungsgerät UIP400MTP bietet Hielscher ein leistungsfähiges Beschallungsgerät, das alle Standard-Multiwell-Platten, Mikrotiterplatten und Petrischalen verarbeiten kann.
Erfahren Sie mehr über das UIP400MTP als leistungsstarkes Ultraschallgerät für die Probenvorbereitung in 96-Well-Platten und Petrischalen!
 

 
Die folgende Tabelle gibt Ihnen einen Überblick über unsere Sonden-Ultraschallgeräte und berührungslosen Ultraschallgeräte für gängige Laboranwendungen: