Laboriülesannete valdamine ultraheli homogenisaatoriga
Sonikaatorid on olulised laboritööriistad, mida kasutatakse mitmesugustes rakendustes, nagu homogeniseerimine ja segamine, ekstraheerimine, hajutamine, emulgeerimine, lahustumine, rakkude katkestamine, DNA killustumine ja sonokeemilised reaktsioonid. Tavaliselt kasutatakse sondi tüüpi songaatoreid nende tavaliste ülesannete täitmiseks igapäevases laboritöös. Laboriproovide puhul, kus ristsaastumine või proovide kadu on piiravad tegurid, on Hielscheri mittekontaktsed sonikaatorid ultraheli proovide ettevalmistamise lahendus.
Sondi tüüpi sonikaatorid ja mittekontaktsed sonikaatorid
Sondi tüüpi sonikaator rakendab intensiivseid ultraheli laineid – fokuseeritud sonotrode või sondi otsa – söötmesse. Avatud või suletud anuma kasutamine võimaldab vedelate keskkondade lihtsat, kuid usaldusväärset ultraheli töötlemist. Sonotrode paigaldamine voolurakku võimaldab vedela voolu pidevat ultrahelitöötlust. Selline läbivoolu seadistamine on keerukas viis suuremate mahtude või viskoossete vedelike ja pastade ultraheli töötlemiseks.
Kasutades kontaktivabasid sonikaatoreid, nagu VialTweeter, Multi-well Plate Sonicator UIP400MTP, CupHorn ja GDmini2 voolureaktor, saab proove töödelda puutevabades / mittekontaktsetes tingimustes – ristsaastumise ja proovide kaotsimineku vältimine. Hielscheri mittekontaktsete sonikaatorite teine eelis on suure läbilaskevõimega võime proovi ettevalmistamisel.
Sonikatsioon on võimsuse ultraheli rakendamine ultraheli sondi kaudu, et segada ja manipuleerida proovis olevate osakestega. Ultrasonikaatoreid kasutatakse laialdaselt akadeemilistes uuringutes, analüütilistes ja kohtuekspertiisi laborites, kliinilistes rajatistes ja tootmiskohtades, kus ultrahelitöötlust kasutatakse vedeliku-vedeliku või vedeliku-tahke suspensiooni homogeniseerimiseks ja segamiseks, bioaktiivsete ainete ja rakuliste ühendite ekstraheerimiseks, rakkude, bakterite ja kudede lagunemiseks, pulbrite lahustamiseks, biokilede eemaldamiseks või keemiliste reaktsioonide algatamiseks.
Kuna sonikaatorite rakendusvaldkond on nii lai, nimetatakse sonikaatoreid sageli seoses nende konkreetse ülesandega. Sellepärast võite leida ultrasonikaatoreid erinevatel tingimustel, näiteks:
- Ultraheli homogenisaator:
Ultraheli homogenisaatoreid kasutatakse kahe või enama faasi segamiseks ja segamiseks ühtlaseks suspensiooniks. Võimsa alternatiivina kõrgsurve homogenisaatoritele, terasegistitele ja mikrofluidisaatoritele säravad sondi tüüpi sonikaatorid oma erakordse võimega toota nano-dispersioone ja nanoemulsioone. - Ultraheli dispergeerija:
Ultraheli dispergeerijad kasutavad kõrgsageduslikke helilaineid, et lagundada osakesed väiksemateks suurusteks ja jaotada need ühtlaselt vedelikus. See protsess on eriti kasulik tahkete osakeste stabiilsete suspensioonide loomiseks vedelikes, näiteks pigmentide dispergeerimiseks trükivärvides või osakestes läga. - Ultraheli emulgaator:
Ultraheli emulgaatorid kasutavad ultraheli laineid, et luua peeneid emulsioone, segades kahte segunematut vedelikku, nagu õli ja vesi. Suure intensiivsusega helilained tekitavad kavitatsioonimulle, mis implodeeruvad, tekitades intensiivseid nihkejõude, mis lagundavad tilgad nanosuuruses emulsioonideks, muutes need stabiilseks ja ühtlaseks. - Ultraheli rakupurusti:
Tuntud ka kui ultraheli rakkude katkestajad või lüserid, kasutavad need seadmed ultraheli energiat avatud rakumembraanide purustamiseks ja rakusisese sisu vabastamiseks. See protsess on oluline bioloogilistes ja biokeemilistes rakendustes valkude, DNA ja muude rakuliste komponentide ekstraheerimiseks. - Ultraheli ekstraktor:
Ultraheli ekstraktorid rakendavad taimse materjali häirimiseks ultraheli laineid, suurendades bioaktiivsete ühendite, näiteks eeterlike õlide, flavonoidide või muude fütokemikaalide ekstraheerimist. Kavitatsiooniefekt parandab lahusti tungimist ja massiülekannet, mille tulemuseks on tõhusam ekstraheerimine. - Ultraheli lahustaja:
Ultraheli lahustajad kasutavad ultraheli energiat, et lahustada tahkeid aineid vedelikes kiiresti ja tõhusalt. See on kasulik lahuste või suspensioonide valmistamiseks, kus lahustunud aine peab olema ühtlaselt ja kiiresti dispergeeritud, näiteks ravimites või keemilistes preparaatides. - Ultraheli segisti:
Ultraheli segistid kasutavad vedelike ja läga segamiseks suure intensiivsusega ultraheli laineid, tagades ühtlase koostise. See segamisprotsess saab hakkama paljude viskoossustega ja on eriti efektiivne selliste toodete homogeniseerimisel, mida on raske segada tavapäraste meetoditega, nagu tsemendipastad või suure tahke koormusega põhipartiid. - Ultraheli segisti:
Ultraheli segistid kasutavad ultraheli energiat vedelike segamiseks või segamiseks, soodustades ühtlast segamist ja settimise vältimist. See meetod on kasulik erinevates tööstusharudes lahuste, suspensioonide või dispersioonide järjepidevuse säilitamiseks aja jooksul.
Mitme kaevuga plaatide ja Petri tasside ultrahelitöötlus
Mitme kaevuga taldrikud ja petri tassid on tavalised laborianumad, mis erinevad üksteisest tugevalt. Mitme auguga plaadid, tuntud ka kui mikroplaadid või mikroplaadid, on lamedad plaadid, millel on mitu “Wells” kasutatakse väikeste katseklaasidena. Need on saadaval erinevates konfiguratsioonides, tavaliselt 6, 12, 24, 48, 96, 384 või 1536 kaevuga, mis võimaldab suure läbilaskevõimega sõelumist ja testimist.
Petri tassid seevastu on madalad, silindrilised, kaanega nõud, mis on tavaliselt valmistatud klaasist või plastist. Nad annavad mikroorganismide kultiveerimiseks tasase pinna.
Mõlema proovianuma spetsiifilise konstruktsiooniga kaasnevad väljakutsed, kui töötlemisetapina tuleks rakendada ultrahelitöötlust. Plaadi sonikaatori UIP400MTP pakub Hielscher võimsat sonikaatorit, mis suudab käsitseda mis tahes standardseid mitmekihilisi plaate, mikroplaate ja petri roogasid.
Lisateave UIP400MTP kui võimsa sonikaatori kohta proovide ettevalmistamiseks 96-augulistes taldrikutes ja petri tassides!
See Hielscheri sonikaator on ISO-sertifikaadiga, UL-, RoHs- ja CE-ühilduv. Sellel on 24/7 töövõime suure läbilaskevõimega töövoogude jaoks.
Allolev tabel annab teile ülevaate meie sondi tüüpi ja kontaktivabadest ultrasonikaatoritest tavaliste laborirakenduste jaoks:
| Soovitatavad seadmed | Partii maht | Voolukiirus |
|---|---|---|
| UIP400MTP 96-auguline plaadi sonikaator | mitme kaevu / mikrotiitri plaadid | mujal liigitamata |
| Ultraheli CupHorn | CupHorn viaalide või keeduklaasi jaoks | mujal liigitamata |
| GDmini2 | Ultraheli mikrovoolu reaktor | mujal liigitamata |
| VialTweeter | 0.5 kuni 1,5 ml | mujal liigitamata |
| UP100H | 1 kuni 500 ml | 10 kuni 200 ml / min |
| UP200Ht, UP200St | 10 kuni 1000 ml | 20 kuni 200 ml / min |
| UP400St | 10 kuni 2000 ml | 20 kuni 400 ml / min |
| UIP500hdT | 100 kuni 5000 ml | 0.1 kuni 4L / min |
| Ultraheli sõela loksuti | mujal liigitamata | mujal liigitamata |
Võta meiega ühendust! / Küsi meilt!
Korduma kippuvad küsimused
Kuidas kasutada Lab Sonicatorit?
Laboratoorne sonikaator on instrument, mida kasutatakse ultraheli energia rakendamiseks osakeste segamiseks proovis, sageli homogeniseerimise, emulgeerimise, nanoosakeste hajutamise või rakkude häirimise eesmärgil. Labori sonikaatori kasutamiseks peate kõigepealt proovi ette valmistama sobivas mahutis. Kui kasutate sondi tüüpi sonikaatorit, kastke sond proovi, jälgides, et see ei puudutaks anuma külgi ega põhja. Reguleerige sonikaatori seadeid, nagu amplituud, pulsisagedus ja kestus, vastavalt teie rakenduse konkreetsetele nõuetele. Kontaktivaba sonikaatori jaoks asetage proovikonteiner hoidikusse nagu juhendis, nii et ultraheli lained edastatakse optimaalselt. Lülitage sonikaator sisse ja jälgige protsessi, reguleerides parameetreid vastavalt vajadusele soovitud efekti saavutamiseks. Kandke alati sobivaid kaitsevahendeid, näiteks kõrvakaitsevahendeid.
Mis on sonikaatorite rakendused laborites?
Sonikatsioonil on arvukalt rakendusi erinevate valdkondade laborites. Seda kasutatakse tavaliselt rakkude katkestamiseks ja lüüsiks, võimaldades rakusiseste komponentide, näiteks DNA, RNA ja valkude ekstraheerimist. Seda kasutatakse ka emulsioonide ja dispersioonide valmistamisel, suurendades segunematute vedelike segamist või nanoosakeste jaotumist söötmes. Sonikaatorid on väärtuslikud nanoosakeste sünteesil, aidates vähendada osakeste suurust ja vältida aglomeratsiooni. Lisaks kasutatakse vedelike degaseerimiseks ultrahelitöötlust, eemaldades lahustunud gaasid, mis võivad häirida teatud analüüsimeetodeid.
Mis on sondi tüüpi sonikaatoril ja ultrahelivannil?
Peamine erinevus sondi tüüpi sonikaatori ja ultraheli vanni vahel seisneb nende konstruktsioonis ja rakenduses. Sondi tüüpi sonikaator kasutab titaansondi, mis puutub otse prooviga kokku, pakkudes intensiivset ultraheli energiat lokaliseeritud alale. See otsene rakendus sobib ideaalselt väikestele kuni suurtele mahtudele ja tagab täpse kontrolli ultrahelitöötluse protsessi üle. Seevastu ultraheli vann edastab ultraheli laineid läbi vedela keskkonna, kuhu proovikonteiner asetatakse. See kaudne ultrahelitöötlus on nõrk ja ühtlane, seetõttu kasutatakse seda tavaliselt puhastamiseks või degaseerimiseks.
Kaudset ultrahelitöötlust intensiivsetes ja ühtlastes tingimustes on võimalik saavutada mittekontaktsete sonikaatorite abil, nagu VialTweeter, Multi-well Plate Sonicator UIP400MTP või voolureaktor GDmini2. Need suure võimsusega, suure läbilaskevõimega sonikaatorid võimaldavad proovide täpselt kontrollitud ultrahelitöötlust, muutes need sobivaks uurimiseks ja diagnostikaks.
Millised on ultrahelitöötluse rakendused HPLC-s?
Kõrgefektiivses vedelikkromatograafias (HPLC) võimaldab ultrahelitöötlus nanoosakeste, näiteks ränidioksiidi või tsirkooniummikrosfääride modifitseerimist ja funktsionaliseerimist. Ultraheli on väga tõhus meetod südamiku kestaga ränidioksiidi osakeste sünteesimiseks, mis on eriti kasulikud HPLC-kolonnide jaoks.
Lisaks kasutatakse proovi ettevalmistamiseks ultrahelitöötlust. See tagab analüütide ja reaktiivide põhjaliku segamise ja lahustumise, mis on oluline täpsete ja reprodutseeritavate kromatograafiliste tulemuste jaoks. Sonikatsioon aitab lahusteid degaseerida, eemaldades lahustunud gaasid, mis võivad moodustada mulle ja häirida voolu ja avastamist HPLC-süsteemides. Lisaks kasutatakse ultrahelitöötlust HPLC komponentide, näiteks kolonnide ja injektoriosade puhastamiseks, tagades saasteainete või jääkide tõhusa eemaldamise.
Kuidas sonikaatorit biotehnoloogias ja eluteaduses kasutatakse?
Biotehnoloogias ja bioteadustes on ultrasonikaatorid hädavajalik vahend erinevate rakenduste jaoks. Neid kasutatakse laialdaselt rakkude lüüsiks ja rakusiseste materjalide ekstraheerimiseks, mis on oluline nukleiinhappeid ja valke hõlmavate molekulaarbioloogia uuringute jaoks. Sonikatsiooni kasutatakse DNA, RNA ja kromatiini killustamisel sekveneerimiseks ja muudeks geneetilisteks analüüsideks, mis võimaldab geneetilise materjali uurimist peenemal skaalal. Lisaks kasutatakse sonikaatoreid liposoomide ja teiste nanoosakestel põhinevate ravimite manustamissüsteemide valmistamisel, suurendades raviainete efektiivsust ja sihtimist.
Kirjandus / Viited
- 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
Hielscher Ultrasonics toodab suure jõudlusega ultraheli homogenisaatoreid alates Lab kuni tööstuslik suurus.