Laboraufgaben mit einem Ultraschallhomogenisator meistern

Ultraschallgeräte sind unverzichtbare Laborinstrumente für ein breites Anwendungsspektrum, beispielsweise zum Homogenisieren und Mischen, Extrahieren, Dispergieren, Emulgieren, Lösen, zum Zellaufschluss, zur DNA-Fragmentierung und für sonochemische Reaktionen. Für diese gängigen Aufgaben im Laboralltag werden typischerweise Ultraschallgeräte mit Sonotrode eingesetzt. Bei Laborproben, für die Kreuzkontamination oder Probenverlust begrenzende Faktoren sind, sind kontaktfreie Ultraschallgeräte von Hielscher die Lösung der Wahl für die Ultraschall-Probenvorbereitung.

Ultraschallgeräte mit Sonotrode und kontaktfreie Ultraschallgeräte

Ein Ultraschallgerät mit Sonotrode leitet intensive Ultraschallwellen – an der Spitze der Sonotrode gebündelt – in das Medium ein. Die Verwendung eines offenen oder geschlossenen Gefäßes ermöglicht eine einfache und zugleich zuverlässige Ultraschallbehandlung flüssiger Medien. Durch die Montage der Sonotrode an einer Durchflusszelle lässt sich ein Flüssigkeitsstrom kontinuierlich beschallen. Ein solcher Durchflussaufbau ist eine technisch ausgereifte Möglichkeit, größere Volumina oder viskose Flüssigkeiten und Pasten mit Ultraschall zu behandeln.
Mit kontaktfreien Ultraschallgeräten wie dem VialTweeter, dem Multiwell-Platten-Ultraschallgerät UIP400MTP, dem CupHorn und dem Durchflussreaktor GDmini2 können Proben ohne Berührung oder direkten Kontakt behandelt werden – wodurch Kreuzkontamination und Probenverlust vermieden werden. Ein weiterer Vorteil der kontaktfreien Ultraschallgeräte von Hielscher ist ihre Kapazität für einen hohen Probendurchsatz bei der Probenvorbereitung.

 

 
Bei der Beschallung wird Leistungsultraschall über eine Sonotrode eingeleitet, um Partikel in einer Probe in Bewegung zu versetzen und zu beeinflussen. Ultraschallgeräte werden häufig in der akademischen Forschung, in analytischen und forensischen Laboren, in klinischen Einrichtungen und an Produktionsstandorten eingesetzt. Dort dient die Beschallung dazu, Flüssig-Flüssig- oder Flüssig-Feststoff-Suspensionen zu homogenisieren und zu mischen, bioaktive Substanzen und zelluläre Verbindungen zu extrahieren, Zellen, Bakterien und Gewebe aufzuschließen, Pulver zu lösen, Biofilme abzulösen oder chemische Reaktionen einzuleiten.

 

Dieses Tutorial erläutert, welcher Ultraschallgerätetyp sich am besten für Ihre Aufgaben in der Probenvorbereitung eignet, etwa Lyse, Zellaufschluss, Proteinisolierung sowie DNA- und RNA-Fragmentierung in Labor, Analytik und Forschung. Wählen Sie den idealen Gerätetyp für Ihre Anwendung, Ihr Probenvolumen, Ihre Probenanzahl und Ihren Probendurchsatz. Hielscher Ultrasonics hat den idealen Ultraschallhomogenisator für Sie!

 

Da das Anwendungsgebiet von Ultraschallgeräten so breit ist, werden sie häufig nach ihrer spezifischen Aufgabe benannt. Deshalb finden Sie Ultraschallgeräte unter verschiedenen Bezeichnungen wie:

• Ultraschallhomogenisator:
  Ultraschallhomogenisatoren werden eingesetzt, um zwei oder mehr Phasen zu einer gleichmäßigen Suspension zu vermischen. Als leistungsstarke Alternative zu Hochdruckhomogenisatoren, Messermischern und Mikrofluidizern zeichnen sich Ultraschallgeräte mit Sonotrode durch ihre außergewöhnliche Fähigkeit aus, Nanodispersionen und Nanoemulsionen herzustellen.
• Ultraschalldispergierer:
  Ultraschalldispergierer nutzen hochfrequente Schallwellen, um Partikel zu zerkleinern und gleichmäßig in einer Flüssigkeit zu verteilen. Dieses Verfahren ist besonders nützlich für die Herstellung stabiler Suspensionen von Feststoffpartikeln in Flüssigkeiten, beispielsweise beim Dispergieren von Pigmenten in Tinten oder von Partikeln in Schlämmen.
• Ultraschall-Emulgierer:
  Ultraschall-Emulgierer nutzen Ultraschallwellen, um durch das Mischen zweier nicht miteinander mischbarer Flüssigkeiten wie Öl und Wasser feine Emulsionen herzustellen. Die Schallwellen hoher Intensität erzeugen Kavitationsblasen, die implodieren und dabei starke Scherkräfte hervorrufen. Diese zerkleinern die Tröpfchen zu Emulsionen mit nanoskaligen Tröpfchen und machen sie dadurch stabil und gleichmäßig.
• Ultraschall-Zellaufschlussgerät:
  Diese auch als Ultraschall-Zelldisruptoren oder Lysegeräte bezeichneten Geräte nutzen Ultraschallenergie, um Zellmembranen aufzubrechen und intrazelluläre Inhalte freizusetzen. Dieses Verfahren ist bei biologischen und biochemischen Anwendungen zur Extraktion von Proteinen, DNA und anderen Zellbestandteilen unerlässlich.
• Ultraschallextraktor:
  Ultraschallextraktoren nutzen Ultraschallwellen, um Pflanzenmaterial aufzuschließen und dadurch die Extraktion bioaktiver Verbindungen wie ätherischer Öle, Flavonoide oder anderer sekundärer Pflanzenstoffe zu verbessern. Der Kavitationseffekt verbessert das Eindringen des Lösungsmittels und den Stofftransport, was zu einer effizienteren Extraktion führt.
• Ultraschall-Dissolver:
  Ultraschall-Dissolver nutzen Ultraschallenergie, um Feststoffe schnell und effizient in Flüssigkeiten zu lösen. Dies ist hilfreich bei der Herstellung von Lösungen oder Suspensionen, in denen die zu lösende Substanz gleichmäßig und schnell dispergiert werden muss, beispielsweise in Arzneimitteln oder chemischen Formulierungen.
• Ultraschallmischer:
  Ultraschallmischer nutzen Ultraschallwellen hoher Intensität, um Flüssigkeiten und Schlämme zu mischen und eine gleichmäßige Zusammensetzung sicherzustellen. Dieses Mischverfahren eignet sich für einen breiten Viskositätsbereich und ist besonders wirksam beim Homogenisieren von Produkten, die sich mit herkömmlichen Methoden nur schwer mischen lassen, beispielsweise Zementpasten oder Masterbatches mit hohem Feststoffgehalt.
• Ultraschallrührer:
  Ultraschallrührer nutzen Ultraschallenergie, um Flüssigkeiten zu rühren oder in Bewegung zu versetzen. Dies fördert eine gleichmäßige Durchmischung und verhindert Sedimentation. Diese Methode ist in verschiedenen Branchen nützlich, um die Gleichmäßigkeit von Lösungen, Suspensionen oder Dispersionen über längere Zeit aufrechtzuerhalten.

Beschallung von Multiwell-Platten und Petrischalen

Multiwell-Platten und Petrischalen sind gängige Laborgefäße. Multiwell-Platten, auch als Mikroplatten oder Mikrowell-Platten bezeichnet, sind flache Platten mit mehreren Vertiefungen, sogenannten „Wells“, die als kleine Reagenzgläser dienen. Sie sind in verschiedenen Konfigurationen erhältlich, typischerweise mit 6, 12, 24, 48, 96, 384 oder 1536 Wells, und ermöglichen Screening und Tests mit hohem Probendurchsatz.
Petrischalen hingegen sind flache, zylindrische Schalen mit Deckel, die üblicherweise aus Glas oder Kunststoff bestehen. Sie bieten eine ebene Fläche für die Kultivierung von Mikroorganismen.
Die spezifische Bauform beider Probengefäße bringt Herausforderungen mit sich, wenn die Beschallung als Prozessschritt eingesetzt werden soll. Mit dem Platten-Ultraschallgerät UIP400MTP bietet Hielscher ein leistungsstarkes Ultraschallgerät, das alle gängigen Multiwell-Platten, Mikroplatten und Petrischalen behandeln kann.
Erfahren Sie mehr über den UIP400MTP als leistungsstarkes Ultraschallgerät für die Probenvorbereitung in 96-Well-Platten und Petrischalen!
 

Dieses Video zeigt das Hielscher Ultraschallgerät UIP400MTP, ein leistungsstarkes Werkzeug zur Beschallung von Proben in Petrischalen (Agarplatten). Schließen Sie Zellen für weitere Analysen auf, extrahieren Sie Proteine für die Forschung und homogenisieren Sie verschiedenste Proben. Das UIP400MTP ist wesentlich leistungsstärker als Ultraschallbäder und gewährleistet eine gleichmäßige Beschallung über die gesamte Petrischale. Amplitude, Leistung und Pulsbetrieb lassen sich präzise steuern. Ein integrierter Timer und ein Temperaturfühler gewährleisten gleichbleibende Ergebnisse. Das Platten-Ultraschallgerät UIP400MTP kühlt die Proben im Wasserbad (externer Umlaufkühler optional). Es verfügt über ein robustes Acrylgehäuse, das die Beobachtung während der Beschallung ermöglicht. Dieses Hielscher Ultraschallgerät ist ISO-zertifiziert sowie UL-, RoHs- und CE-konform. Es ist für den 24/7-Betrieb in Hochdurchsatzprozessen geeignet.

 
Die folgende Tabelle gibt Ihnen einen Überblick über unsere Ultraschallgeräte mit Sonotrode und unsere kontaktfreien Ultraschallgeräte für gängige Laboranwendungen: