Ultraäänihajottimet
Solujen hajotus on yleinen tehtävä biotekniikassa ja monissa sovelluksissa, joissa käsitellään soluja ja solunsisäistä materiaalia. Ultraäänisoluhajottimet ovat tehokkaita ja luotettavia kasvisolujen, nisäkkäiden kudosten, mikrobien, sienten, hiivojen jne. soluseinien tai solukalvojen rikkomisessa. Hielscher toimittaa tehokkaita ultraäänihajottimia kompakteista laboratoriolaitteista pöytämallisiin ja teollisen mittakaavan solumurskaimiin.
Solujen hajotus ultraäänellä
Kasvi-, nisäkäs- tai mikrobisoluista koostuvat solususpensiot edellyttävät tehokasta ja luotettavaa tekniikkaa, joka hajottaa soluseinät tai solukalvot ja vapauttaa solunsisäisen materiaalin myöhempiä prosesseja tai analyysejä varten. Ultraäänisoluhajottimet ovat mekaanisia hajottimia, jotka rikkovat tehokkaasti soluja (esim. vihanneksia, lehtiä, varsia), kudoksia (esim. nisäkässoluja, lihasta, maksaa, sydäntä) ja mikro-organismeja (esim. bakteereja, homeita, aktinomykeettejä, mikro- ja makroleviä, hiivoja). Ultraäänihajotus on puhtaasti mekaaninen solujen hajotusmenetelmä, minkä ansiosta ultraäänikäsittely on erittäin tehokas ja luotettava menetelmä solujen lyysiin. Siksi ultraäänisoluhajottimia kutsutaan usein myös ultraäänisolumurskaimiksi, solujauhimiksi, solujen hienonnuslaitteiksi tai solujen lyysilaitteiksi.
Mekaanisen hajottimen toimintaperiaate
Laboratorioiden ultraäänihajottimet käyttävät samaa mekaanista periaatetta kuin teolliset hajottimet. Hajottavat sekoitusjärjestelmät hajottavat soluja, liuottavat kiinteää ainetta tai dispergoivat kiinteitä hiukkasia nesteseoksiin. Ultraäänihajotuksessa käytetään voimakkaan ultraäänen tuottavaa anturia eräsäiliössä tai prosessilinjaan asennetussa virtauskennoreaktorissa. Ultraäänihajottimen anturi värähtelee nesteessä erittäin suurella taajuudella ja synnyttää nesteeseen voimakasta ultraäänikavitaatiota. Jokaisen kavitaatiokuplan luhistuminen synnyttää voimakkaita leikkausvoimia, jotka rikkovat soluja, kuituja, agglomeraatteja ja jopa kiinteitä hiukkasia. Ultraäänikavitaatio synnyttää myös nopeaa kavitaatiovirtausta, jonka nopeus on jopa 1 000 km/h. Kavitaation synnyttämät nestesuihkut osuvat hiukkasagglomeraatteihin, rikkovat soluseiniä, parantavat aineensiirtoa lietteessä ja dispergoivat kiinteät aineet koko nestetilavuuteen. Ultraäänikavitaatiokentässä paine vaihtelee nopeasti ja toistuvasti tyhjiöstä jopa arvoon 1 000 bar. Pyörivän sekoittimen, jossa on 4 sekoituslapaa, olisi toimittava huikealla pyörimisnopeudella 300 000 RPM, jotta se saavuttaisi saman paineen vaihtelusyklien taajuuden. Tavanomaiset pyörivät sekoittimet ja roottori-staattorisekoittimet eivät synnytä merkittävää määrää kavitaatiota nopeusrajoitustensa vuoksi.
UP400St – tehokas 400 W:n ultraääniprosessori solujen hajotukseen, varustettu sekoittimella
Soluhajottimet
Ultraäänihajottimet tunnetaan yleisesti soluhajottimina tai solujen hajotuslaitteina. Ultraäänikavitaatio on tehokas keino hajottaa kasvimateriaalia tai kudosta pienemmiksi osiksi. Ultraäänikavitaatio on tehokas keino kuitujen fibrillointiin tai kasviuutteiden uuttamiseen. Tuoreiden tai kuivattujen solumateriaalien soluseinien ultraäänikäsittely voi olla hyvin selektiivistä, ja liuottimen valinta on olennainen hajotukseen vaikuttava tekijä. Ultraäänihajottimet ovat yhteensopivia lähes kaikkien liuottimien kanssa. Nopeasti vaihteleva nesteen paine työntää nestettä solukalvon läpi korkeapainejakson aikana ja vetää nestettä ulos solusta matalapainejakson (tyhjiöjakson) aikana. Tämä tapahtuu yli 20 000 kertaa sekunnissa. Toistuva ultraäänikavitaation aiheuttama rasitus heikentää solurakenteita ja lopulta rikkoo solut pienemmiksi osiksi, mikä johtaa nopeaan ja tehokkaaseen solujen hajotukseen. Tehokkuutensa ansiosta ultraäänikäsittely on hajotusta tehostava tekniikka.
Laboratoriohajottimet
Anturityyppiset ultraäänilaitteet ovat erittäin hyödyllisiä työkaluja jokaisessa laboratoriossa. Ultraäänianturi on muodoltaan yksinkertainen ja helposti puhdistettava titaanitanko, joka kytkee ultraäänivärähtelyn nesteeseen. Hielscher valmistaa ultraääniantureita ja kärkiä monissa eri kokoluokissa. Tavallisimpaan kiinteiden aineiden hajotukseen laboratoriossa soveltuvat erittäin hyvin ultraäänianturit, joiden kärjen halkaisija on 3, 7, 14 tai 22 mm. Saatavilla on myös muun kokoisia antureita ja mittatilaustyönä valmistettuja ultraääniantureita. Laboratoriohajotukseen käytettävien tyypillisten ultraäänilaitteiden ultraääniteho on 100–400 wattia.
Teolliset hajottimet
Hielscherin teolliset hajottimet ovat suuritehoisia ultraäänilaitteita, jotka on suunniteltu jatkuvaan hajotukseen raskaassa käytössä. Teollisissa ultraääniantureissa on laippa, jonka avulla ne voidaan asentaa terässäiliöihin, lasiastioihin tai muoviastioihin missä tahansa asennossa. Tyypillisten teollisten ultraäänihajotuslaitteiden ultraääniteho on 1 000–16 000 wattia anturia kohden.
- Biologia / mikrobiologia
- Proteomiikka
- Genomiikka
- Näytteiden valmistelu ennen analyysiä
- Lääketieteellinen tutkimus
- Biotekniikka
- Transfektio / solujen geneettinen transformaatio
- Elintarvikkeiden käsittely (esim. aromien uuttaminen, ravintoaineiden uuttaminen, rakenteen muokkaaminen)
- Biomassan hajotus
- Jäteveden käsittely (liete)
Hielscherin laitteilla voit seurata ja säätää ultraääniprosessiasi selaimen kautta tapahtuvalla etäohjauksella
Tehokkaiden ultraäänisoluhajottimien hankinta
Hielscher Ultrasonics on kokenut tehokkaiden ultraäänisoluhajottimien valmistaja, jolla on pitkä kokemus alalta. Markkinajohtajana Hielscher suunnittelee, valmistaa ja toimittaa ultraäänihomogenisaattoreita laboratorio- ja pöytämalleista aina täyteen teolliseen mittakaavaan asti.
Autamme sinua vastaamaan seuraaviin kysymyksiin, jotta löydät sovellukseesi ja tarpeisiisi parhaiten sopivan ultraäänihajottimen:
- Mikä on aiottu käyttökohteesi?
- Mikä on tyypillinen käsiteltävä tilavuus?
- Mitkä ovat prosessin kriittiset tekijät?
- Mitkä laatustandardit on saavutettava?
Hyvin koulutettu ja kokenut henkilöstömme auttaa sinua kaikissa kysymyksissä ja prosessisi suunnittelussa. Hielscher Ultrasonics tarjoaa perusteellista ultraääniprosesseihin liittyvää neuvontaa auttaakseen asiakkaitaan löytämään optimaalisen ultraäänilaitteen. Hielscherin palvelu ei kuitenkaan pääty tähän: koulutamme asiakkaita joko heidän omissa tiloissaan tai ultraääniprosessilaboratoriossamme ja teknisessä keskuksessämme tukeaksemme heitä prosessin kehittämisessä, optimoinnissa ja mittakaavan suurentamisessa.
Hielscher Ultrasonicsin teolliset ultraääniprosessorit tuottavat helposti erittäin suuria amplitudeja, joita tarvitaan jäykkien soluseinien rikkomiseen. Hielscherin teollisia hajottimia voidaan käyttää jopa 200 µm:n amplitudeilla jatkuvassa 24/7-käytössä. Vielä suurempia amplitudeja varten on saatavilla räätälöityjä ultraäänisonotrodeja. Muita lisävarusteita, kuten amplitudin vahvistimia, virtauskennoja, ultraäänikäsittelyreaktoreita ja täydellisiä kierrätysjärjestelmiä, on helposti saatavilla, ja niiden avulla ultraäänijärjestelmä voidaan konfiguroida prosessisi vaatimusten mukaiseksi.
Älykkäät soluhajottimet
Hielscher Ultrasonics keskittyy tehokkaisiin soluhajottimiin, joiden käyttäjäystävällisyys on korkeinta tasoa ja joissa hyödynnetään uusinta tekniikkaa. Tämä tarkoittaa, että Hielscherin laboratoriohajottimien ominaisuudet vastaavat yhä paremmin teollisten koneiden älykkyyttä. Käyttäjä voi ohjata Hielscherin digitaalisia ultraäänilaitteita selaimen kautta tapahtuvalla etäohjauksella. Automaattinen tiedontallennusohjelmisto tallentaa kaikki tärkeät ultraääniparametrit, kuten nettotehon, kokonaistehon, amplitudin, lämpötilan, paineen, kellonajan ja päivämäärän, CSV-tiedostona sisäänrakennetulle SD-kortille. Lisäksi ultraäänihajotin voidaan ohjelmoida sammumaan automaattisesti määrätyn ajan tai syötetyn energiamäärän jälkeen tai toimimaan pulssitetuissa ultraäänikäsittelytiloissa. Liitettävät lämpötila- ja paineanturit mahdollistavat näytteen olosuhteiden tarkan seurannan. Koska biologisten näytteiden lämpötilan hallinta on usein ratkaiseva tekijä prosessin tulosten laadun kannalta, Hielscher tarjoaa erilaisia ratkaisuja prosessilämpötilan pitämiseksi tavoitellulla lämpötila-alueella.
Hielscherin ultraäänilaitteiden edistyneet toiminnot takaavat korkeimman tason prosessinhallinnan, luotettavat ja toistettavat ultraäänikäsittelyn tulokset, käyttäjäystävällisyyden ja työskentelymukavuuden.
Laatua – valmistettu Saksassa
Perheomisteisena ja perheen johtamana yrityksenä Hielscher on ylpeä ultraääniprosessoriensa korkeasta laadusta. Kaikki ultraäänilaitteet suunnitellaan, valmistetaan ja testataan päätoimipaikassamme Teltowissa, lähellä Berliiniä Saksassa. Hielscherin ultraäänilaitteiden kestävyys mahdollistaa 24/7-käytön raskaassa käytössä ja vaativissa ympäristöissä.
Voit ostaa Hielscherin ultraäänihajottimia kaikissa eri kokoluokissa. Hielscher Ultrasonics tarjoaa sinulle sopivan kokoisen hajottimen aina lääketieteellisen tutkimuksen solujen hajotuksesta pienissä kryopulloissa lietteiden jatkuvatoimiseen hajotukseen läpivirtauksessa asti! Ota meihin yhteyttä – suosittelemme mielellämme sinulle parhaiten sopivaa ultraäänilaitetta!
Alla oleva taulukko antaa suuntaa antavan käsityksen ultraäänilaitteidemme käsittelykapasiteetista:
| Erätilavuus | Tilavuusvirta | Suositellut laitteet |
|---|---|---|
| 1–500 mL | 10–200 mL/min | UP100H |
| 10–2 000 mL | 20–400 mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1–20 L | 0,2–4 L/min | UIP2000hdT |
| 10–100 L | 2–10 L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10–100 L/min | UIP16000 |
| n.a. | suurempi | laiteryhmä: UIP16000 |
Ota yhteyttä! / Kysy meiltä!
Suuritehoiset ultraäänihomogenisaattorit laboratoriomittakaavasta aina pilotti- ja teolliseen mittakaavaan.
Kirjallisuus / lähteet
- Brandy Verhalen , Stefan Ernst, Michael Börsch, Stephan Wilkens (2012): Dynamic Ligand-induced Conformational Rearrangements in P-glycoprotein as Probed by Fluorescence Resonance Energy Transfer Spectroscopy. J Biol Chem. 2012 Jan 6;287(2): 1112-27.
- 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.
- 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.
- Nico Böhmer, Andreas Dautel, Thomas Eisele, Lutz Fischer (2012): Recombinant expression, purification and characterisation of the native glutamate racemase from Lactobacillus plantarum NC8. Protein Expr Purif. 2013 Mar;88(1):54-60.