کارآمدترین دیسممبراتورهای فراصوتی
دیسممبراتورهای فراصوتی معمولاً در آزمایشگاه، در مقیاس رومیزی و در صنعت برای تهیهٔ سوسپانسیون‌های کلوئیدی همگن مانند امولسیون‌ها و دیسپرسیون‌ها با اندازهٔ قطرات یا ذرات در محدودهٔ زیرمیکرون و نانو به کار می‌روند. افزون بر این، دیسممبراتورهای فراصوتی برای تخریب سلولی، لیز، قطعه‌قطعه‌سازی DNA و استخراج استفاده می‌شوند. این دستگاه‌ها به‌عنوان هموژنایزرهای آزمایشگاهی با بالاترین کارایی، قابلیت اطمینان بسیار بالا و سهولت استفاده شناخته می‌شوند.
دیسممبراتور چیست؟
دیسممبراتور دستگاهی برای جدا کردن غشا از یک مایع است. کاربردهای متداول دیسممبراتورها شامل تهیهٔ امولسیون‌ها و دیسپرسیون‌ها، لیز سلولی و حل‌سازی است. دیسممبراتورهای فراصوتی به قابلیت اطمینان و کارایی بالا در تهیهٔ امولسیون‌ها، از جمله امولسیون‌های زیرمیکرونی و نانوامولسیون‌ها، سوسپانسیون‌ها و نیز دیسپرسیون‌های دارای ذرات زیرمیکرونی و نانومتری شناخته می‌شوند. در زیست‌شناسی، زیست‌شیمی و علوم زیستی، دیسممبراتورها برای باز کردن ساختارهای سلولی از طریق تخریب غشاها یا دیواره‌های سلولی به کار می‌روند. لیز فراصوتی مواد درون‌سلولی مانند پروتئین‌ها، اندامک‌ها و ترکیبات زیست‌فعال را در حلال آزاد می‌کند.
کاربردهای دیسممبراتورهای فراصوتی
- آماده‌سازی نمونه
- همگن‌سازی
- امولسیون‌سازی (نانوامولسیون‌ها)
- پراکنش (نانودیسپرسیون‌ها)
- فناوری نانوذرات
- تخریب سلولی و لیز
- همگن‌سازی سوسپانسیون‌های سلولی / کشت‌های سلولی
- استخراج پروتئین
- برش DNA / RNA
- برش کروماتین
- حل‌سازی پودرها و قرص‌ها
- گاززدایی و هوازدایی
نحوهٔ کار با دیسممبراتور فراصوتی
Hielscher Ultrasonics طیف گسترده‌ای از دیسممبراتورها را عرضه می‌کند – از دستگاه آزمایشگاهی جمع‌وجوری که در دست نگه داشته می‌شود تا دستگاه‌های فراصوتی رومیزی و دیسممبراتورهای صنعتی. تمامی دیسممبراتورهای فراصوتی با توان 200 وات و بالاتر به نمایشگر لمسی دیجیتال، نرم‌افزار هوشمند برای پیش‌تنظیم حالت‌های کار (مانند چرخهٔ کاری، مدت فراصوت‌دهی، وقفه‌ها و غیره)، برنامه‌ریزی حالت‌های کار، ثبت خودکار داده‌ها روی کارت SD داخلی (مانند دامنه، زمان فراصوت‌دهی، انرژی خالص، انرژی کل، دما در صورت استفاده از حسگر دمای قابل‌اتصال، فشار در صورت استفاده از حسگر فشار قابل‌اتصال، و برچسب تاریخ و زمان)، کنترل از راه دور از طریق مرورگر و بسیاری قابلیت‌های دیگر مجهز هستند که دیسممبراتورهای Hielscher را به کاربرپسندترین هموژنایزر تبدیل می‌کنند.
- برای حجم نمونهٔ کمتر از 20mL، استفاده از میکروپروب توصیه می‌شود. برای نمونه‌های بزرگ‌تر، پروب‌های فراصوتی با قطر بیشتر مناسب‌تر هستند.
- دیسممبراتور فراصوتی را به منبع تغذیه متصل و دستگاه را روشن کنید. نمایشگر رنگی دیجیتال روشن می‌شود. برای تنظیم دامنه از تنظیمات منو استفاده کنید. اغلب دامنهٔ 100% توصیه می‌شود. در صورت تمایل، می‌توانید مدت فراصوت‌دهی، چرخه‌های کاری و/یا انرژی ورودی کل را از پیش تنظیم کنید.
- کنترل دما:
فراصوت‌دهی یک فرایند غیرحرارتی است. بااین‌حال، اگر انرژی به محیط منتقل شود، در نهایت به گرما تبدیل می‌شود (قانون 1 ترمودینامیک / قانون پایستگی انرژی). بسته به حساسیت حرارتی مادهٔ نمونه، ممکن است استفاده از حمام یخ توصیه شود. استفاده از حالت چرخه‌ای به نمونه امکان می‌دهد در وقفه‌های فراصوت‌دهی خنک شود.
همچنین می‌توان حدود دما را از پیش تنظیم کرد. اگر حسگر دمای قابل‌اتصال دمایی بالاتر از حد تنظیم‌شده اندازه‌گیری کند، دیسممبراتور فراصوتی تا رسیدن به اختلاف دمای تعیین‌شده مکث می‌کند و سپس فراصوت‌دهی را از سر می‌گیرد. - از گوش‌گیر یا محفظهٔ عایق صدا استفاده کنید.
- پروب فراصوتی (سونوتْرود) را در ظرف حاوی نمونه پایین ببرید. عمق فرو رفتن نوک سونوتْرود در مایع نمونه نباید کمتر از 1 تا 1٫5 برابر قطر نوک باشد.
برای آغاز فرایند فراصوت‌دهی، دکمهٔ ON را فشار دهید. بسته به حجم نمونه و هندسهٔ ظرف، می‌توانید پروب فراصوتی را به‌آرامی در محیط حرکت دهید تا تیمار تا حد امکان یکنواخت شود. استفاده از همزن مغناطیسی نیز گزینه‌ای مفید برای بهبود حرکت در مقیاس بزرگ در مایع است. - پس از فراصوت‌دهی، دستگاه را خاموش کنید و پروب را از مایع بیرون بیاورید. نمونه برای فرایندهای بعدی آماده است. سونوتْرود را با پاک کردن کامل با الکل تمیز کنید.
کاربردهای آماده‌سازی نمونه مانند همگن‌سازی، پراکنش، امولسیون‌سازی، حل‌سازی، تخریب سلولی، لیز، استخراج پروتئین، استخراج DNA / RNA، برش / قطعه‌قطعه‌سازی DNA و کروماتین، آزمون‌های ChIP، وسترن بلاتینگ و گاززدایی / هوازدایی، از جمله وظایف متداول دیسممبراتورهای فراصوتی هستند.
اصل کار دیسممبراتورهای فراصوتی
دیسممبراتورهای فراصوتی بر پایهٔ کاویتاسیون آکوستیکی کار می‌کنند. امواج فراصوت با شدت بالا از طریق پروب فراصوتی (که سونوتْرود نیز نامیده می‌شود) به محیط فرایند (یعنی مایع، دوغاب، سوسپانسیون سلولی و غیره) منتقل می‌شوند. امواج فراصوت در مایع انتشار می‌یابند و چرخه‌های متناوب پرفشار و کم‌فشار ایجاد می‌کنند. در چرخه‌های کم‌فشار، حباب‌های بسیار ریز خلأ، موسوم به حباب‌های کاویتاسیون، پدید می‌آیند. این حباب‌های کاویتاسیون در چندین چرخهٔ فشار رشد می‌کنند تا به اندازه‌ای برسند که دیگر نتوانند انرژی بیشتری جذب کنند. در این مرحله، حباب‌های کاویتاسیون به‌شدت به درون فرو می‌پاشند و به‌صورت موضعی شرایط حدی ایجاد می‌کنند؛ از جمله دماها و فشارهای بسیار بالا، اختلاف‌های شدید دما و فشار (ناشی از نرخ بالای گرم شدن / سرد شدن و نوسان‌های فشار)، آشفتگی‌های ریزمقیاس و جریان‌های مایع با سرعت‌هایی تا 180m/s. این شرایط اثرات مکانیکی قابل‌توجهی بر ذرات موجود در محیط دارند، زیرا جریان‌های پرسرعت مایع به ذرات شتاب می‌دهند و موجب برخورد آن‌ها می‌شوند. در اثر برخورد بین ذرات، مواد جامد (مانند ذرات، الیاف و سلول‌ها) دچار فرسایش و شکستگی می‌شوند و به قطعاتی با ابعاد میکرونی و نانومتری تقسیم می‌شوند. در کشت‌ها و سوسپانسیون‌های سلولی، دیواره‌ها و غشاهای سلولی و بافت بر اثر کاویتاسیون ناشی از فراصوت‌دهی تخریب می‌شوند و مواد درون‌سلولی آزاد می‌شوند.
آشفتگی شدید ایجادشده با فراصوت‌دهی، انتقال جرم بین فازها را نیز افزایش می‌دهد و از این طریق حل شدن پودرها یا واکنش‌های شیمیایی ناهمگن را تسهیل می‌کند. به همین دلیل، دیسممبراتورهای فراصوتی ابزار ترجیحی در تأسیسات آزمایشگاهی، پایلوت و صنعتی برای اجرای فرایندهایی مانند آسیاب کردن نانومواد، پراکنش، امولسیون‌سازی، لیز، استخراج سلولی و حل‌سازی هستند.
مزایای دیسممبراتورهای فراصوتی Hielscher
- کارایی بسیار بالا
- قابل‌اعتماد
- ایمن در بهره‌برداری
- استفادهٔ آسان
- مستحکم
- قابل‌برنامه‌ریزی
- منو / تنظیمات قابل‌درک و آسان
- لوازم جانبی متنوع در دسترس
لوازم جانبی موجود برای دیسممبراتور فراصوتی UP200Ht
دیسممبراتورهای پربازده در هر اندازه
مجموعهٔ دیسممبراتورهای فراصوتی Hielscher تمامی اندازه‌ها را در بر می‌گیرد؛ از دستگاه‌های جمع‌وجوری که در دست نگه داشته می‌شوند تا سامانه‌های دیسممبراتور کاملاً صنعتی برای پردازش حجم‌های بزرگ. نمونه‌های کوچک و متوسط معمولاً در ویال‌ها، کرایوویال‌ها، لوله‌ها (مانند لوله‌های Eppendorf و لوله‌های Falcon)، بشرهای شیشه‌ای یا ظروف پلاستیکی تیمار می‌شوند. برای فراصوت‌دهی حجم‌های بزرگ‌تر، اغلب حالت جریان عبوری پیوسته با استفاده از راکتور فراصوتی درون‌خطی ترجیح داده می‌شود.
Hielscher انواع گسترده‌ای از لوازم جانبی فراصوتی را عرضه می‌کند تا بتوانید دیسممبراتور فراصوتی خود را به بهترین شکل با نیازهای پردازشی‌تان سازگار کنید. پروب‌ها در اندازه‌ها و شکل‌های گوناگون موجود هستند و می‌توانید از میان سلول‌های جریان و راکتورها با حجم‌ها و هندسه‌های مختلف انتخاب کنید. حسگرهای دما و فشار، کابین‌های عایق صدا، کلید پایی کنترل از راه دور و بسیاری لوازم جانبی دیگر، به‌صورت تجهیزات تکمیلی آمادهٔ عرضه در دسترس هستند.
دیسممبراتورهای فراصوتی UP100H (100 وات) و UP400St (400 وات)
UIP1000hdT – دیسممبراتور فراصوتی قدرتمند با توان 1000 وات برای فراصوت‌دهی ناپیوسته و درون‌خطی
کنترل دقیق فرایند و سهولت استفادهٔ برتر
Hielscher Ultrasonics بر دیسممبراتورهای سلولی پربازده با بالاترین سهولت استفاده و جدیدترین پیشرفت‌های فنی تمرکز دارد. این بدان معناست که استانداردهای دیسممبراتورهای آزمایشگاهی Hielscher بیش‌ازپیش با هوشمندی ماشین‌آلات صنعتی همگام می‌شوند. کاربر می‌تواند دستگاه‌های فراصوتی دیجیتال Hielscher را از راه دور و از طریق مرورگر کنترل کند. نرم‌افزار ثبت خودکار داده‌ها، تمامی پارامترهای مهم فراصوتی مانند توان خالص، توان کل، دامنه، دما، فشار، زمان و تاریخ را به‌صورت فایل CSV روی کارت SD داخلی ثبت می‌کند. افزون بر این، می‌توان دیسممبراتورهای فراصوتی را برای خاموش شدن خودکار پس از مدت معین یا پس از دریافت مقدار مشخصی انرژی ورودی برنامه‌ریزی کرد، یا حالت‌های فراصوت‌دهی پالسی را برنامه‌ریزی نمود. حسگرهای دما و فشار قابل‌اتصال، پایش دقیق شرایط نمونه را امکان‌پذیر می‌کنند. ازآنجاکه کنترل دمای مواد حساس به گرما عاملی حیاتی برای کیفیت نتایج فرایند است، Hielscher راهکارهای گوناگونی برای نگه داشتن دمای فرایند در محدودهٔ دمایی هدف ارائه می‌دهد.
قابلیت‌های پیشرفتهٔ هموژنایزرهای فراصوتی Hielscher، بالاترین سطح کنترل فرایند، نتایج قابل‌اعتماد و تکرارپذیر فراصوت‌دهی، سهولت استفاده و آسایش هنگام کار را تضمین می‌کنند.
بالاترین استانداردهای کیفیت – ساخت آلمان
Hielscher به‌عنوان شرکتی با مالکیت و مدیریت خانوادگی، به کیفیت بالای پردازشگرهای فراصوتی خود افتخار می‌کند. تمامی دیسممبراتورهای فراصوتی در دفتر مرکزی ما در تلتو، نزدیک برلین آلمان، طراحی، تولید و آزمایش می‌شوند. استحکام تجهیزات فراصوتی Hielscher امکان کارکرد 24/7 را تحت بار کاری سنگین و در محیط‌های دشوار فراهم می‌کند.
دیسممبراتور فراصوتی خود را بخرید
می‌توانید دیسممبراتورهای فراصوتی Hielscher را در تمامی اندازه‌های مختلف خریداری کنید؛ تنوع قیمت‌ها نیز دستگاه فراصوتی مقرون‌به‌صرفه‌ای متناسب با بودجهٔ شما در اختیارتان می‌گذارد. از آماده‌سازی نمونه در ویال‌های کوچک آزمایشگاهی تا پراکنش و امولسیون‌سازی دوغاب‌ها با جریان عبوری پیوسته در تولید صنعتی، Hielscher Ultrasonics دیسممبراتوری کاملاً مناسب برای شما دارد! با ما تماس بگیرید – با کمال میل دستگاه فراصوتی ایدئال را برای کاربرد و نیازهای شما پیشنهاد می‌کنیم!
جدول زیر نمایی از ظرفیت تقریبی پردازش دستگاه‌های فراصوتی ما ارائه می‌دهد:
| حجم هر بچ | دبی | دستگاه‌های پیشنهادی |
|---|---|---|
| 1 تا 500mL | 10 تا 200mL/min | UP100H |
| 10 تا 2000mL | 20 تا 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0٫1 تا 20L | 0٫2 تا 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 تا 100L | 2 تا 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 تا 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | بیشتر | مجموعه‌ای از دستگاه‌های UIP16000 |
با ما تماس بگیرید! / از ما بپرسید!
منابع علمی / مراجع
- Claudia Lindemann, Nataliya Lupilova, Alexandra Müller, Bettina Warscheid, Helmut E. Meyer, Katja Kuhlmann, Martin Eisenacher, Lars I. Leichert (2013): Redox Proteomics Uncovers Peroxynitrite-Sensitive Proteins that Help Escherichia coli to Overcome Nitrosative Stress. J Biol Chem. 2013 Jul 5; 288(27): 19698–19714.
- 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.
- Fooladi, Hamed; Mortazavi, Seyyed Ali; Rajaei, Ahmad; Elhami Rad, Amir Hossein; Salar Bashi, Davoud; Savabi Sani Kargar, Samira (2013): Optimize the extraction of phenolic compounds of jujube (Ziziphus Jujube) using ultrasound-assisted extraction method.
- Elahe Motevaseli, Mahdieh Shirzad, Seyed Mohammad Akrami, Azam-Sadat Mousavi, Akbar Mirsalehian, Mohammad Hossein Modarressi (2013): Normal and tumour cervical cells respond differently to vaginal lactobacilli, independent of pH and lactate. Microbiol. 2013 Jul; 62(Pt 7):1065-1072.
دانستنی‌های مفید
دیسممبراتورهای فراصوتی دستگاه‌هایی انعطاف‌پذیر هستند که می‌توان از آن‌ها برای کاربردهای گوناگونی مانند همگن‌سازی، پراکنش، امولسیون‌سازی، آسیاب کردن، متلاشی‌سازی، تخریب سلولی، لیز، استخراج پروتئین، برش DNA، گاززدایی و هوازدایی، حل‌سازی و واکنش‌های سونوشیمیایی استفاده کرد. ازاین‌رو، دیسممبراتورهای فراصوتی با نام‌های هموژنایزر بافت، تخریب‌کنندهٔ سلولی، متلاشی‌کنندهٔ فراصوتی، استخراج‌کنندهٔ فراصوتی، مخلوط‌کن فراصوتی، آسیاب فراصوتی یا حل‌کنندهٔ فراصوتی نیز شناخته می‌شوند.