Maîtriser les tâches de laboratoire avec un homogénéisateur à ultrasons
Les sonicateurs sont des outils de laboratoire essentiels utilisés pour une large gamme d'applications, telles que l'homogénéisation et le mélange, l'extraction, la dispersion, l'émulsification, la dissolution, la désintégration des cellules, la fragmentation de l'ADN et les réactions sonochimiques. En règle générale, les sonicateurs à sonde sont utilisés pour accomplir ces tâches courantes dans le cadre du travail quotidien en laboratoire. Pour les échantillons de laboratoire, où la contamination croisée ou la perte d'échantillon sont des facteurs limitants, les sonicateurs sans contact Hielscher sont la solution idéale pour la préparation d'échantillons par ultrasons.
Sonicateurs à sonde et sonicateurs sans contact
Le sonicateur à sonde applique des ondes ultrasonores intenses – concentrée à la pointe de la sonotrode ou de la sonde – dans le milieu. L'utilisation d'un récipient ouvert ou fermé permet un traitement ultrasonique simple et fiable des milieux liquides. Le montage de la sonotrode sur une cellule d'écoulement permet la sonication continue d'un flux de liquide. Ce type d'installation à flux continu est un moyen sophistiqué de traiter par ultrasons de plus grands volumes ou des liquides et des pâtes visqueux.
Les sonicateurs sans contact tels que le VialTweeter, le sonicateur pour plaques multi-puits UIP400MTP, le CupHorn et le réacteur à flux GDmini2 permettent de traiter les échantillons dans des conditions sans contact. – évitant ainsi la contamination croisée et la perte d'échantillons. Un autre avantage des sonicateurs sans contact Hielscher est leur capacité de préparation d'échantillons à haut débit.
La sonication consiste à appliquer des ultrasons de puissance par l'intermédiaire d'une sonde ultrasonique afin d'agiter et de manipuler les particules d'un échantillon. Les appareils à ultrasons sont largement utilisés dans la recherche universitaire, les laboratoires d'analyse et de police scientifique, les établissements cliniques et les sites de production, où la sonication est utilisée pour homogénéiser et mélanger des suspensions liquide-liquide ou liquide-solide, pour extraire des substances bioactives et des composés cellulaires, pour désintégrer des cellules, des bactéries et des tissus, pour dissoudre des poudres, pour déloger des biofilms ou pour déclencher des réactions chimiques.
Le champ d'application des sonicateurs étant très vaste, les sonicateurs sont souvent désignés en fonction de leur tâche spécifique. C'est pourquoi vous pouvez trouver des sonificateurs sous différents termes tels que :
- Homogénéisateur ultrasonique :
Les homogénéisateurs à ultrasons sont utilisés pour mélanger deux ou plusieurs phases en une suspension uniforme. Alternative puissante aux homogénéisateurs à haute pression, aux mélangeurs à lames et aux microfluidiseurs, les sonicateurs à sonde brillent par leur capacité exceptionnelle à produire des nano-dispersions et des nano-émulsions. - Disperseur ultrasonique :
Les disperseurs ultrasoniques utilisent des ondes sonores à haute fréquence pour réduire la taille des particules et les répartir uniformément dans un liquide. Ce procédé est particulièrement utile pour créer des suspensions stables de particules solides dans des liquides, par exemple pour disperser des pigments dans des encres ou des particules dans des boues. - Émulsifiant ultrasonique :
Les émulsifiants ultrasoniques utilisent des ondes ultrasoniques pour créer de fines émulsions en mélangeant deux liquides non miscibles, tels que l'huile et l'eau. Les ondes sonores de haute intensité génèrent des bulles de cavitation qui implosent, créant des forces de cisaillement intenses qui décomposent les gouttelettes en émulsions de taille nanométrique, les rendant stables et uniformes. - Broyeur cellulaire à ultrasons :
Également connus sous le nom de broyeurs cellulaires à ultrasons ou de lysers, ces appareils utilisent l'énergie ultrasonique pour ouvrir les membranes cellulaires et libérer le contenu intracellulaire. Ce processus est essentiel dans les applications biologiques et biochimiques pour l'extraction des protéines, de l'ADN et d'autres composants cellulaires. - Extracteur à ultrasons :
Les extracteurs à ultrasons appliquent des ondes ultrasoniques pour perturber le matériel végétal, améliorant ainsi l'extraction des composés bioactifs, tels que les huiles essentielles, les flavonoïdes ou d'autres produits phytochimiques. L'effet de cavitation améliore la pénétration du solvant et le transfert de masse, ce qui permet une extraction plus efficace. - Dissolveur ultrasonique :
Les dissolveurs ultrasoniques utilisent l'énergie ultrasonique pour dissoudre rapidement et efficacement les solides dans les liquides. Cette technique est utile pour préparer des solutions ou des suspensions où le soluté doit être dispersé uniformément et rapidement, comme dans les produits pharmaceutiques ou les formulations chimiques. - Mélangeur ultrasonique :
Les mélangeurs à ultrasons utilisent des ondes ultrasoniques de haute intensité pour mélanger les liquides et les boues, garantissant ainsi une composition uniforme. Ce processus de mélange peut traiter une large gamme de viscosités et est particulièrement efficace pour homogénéiser des produits difficiles à mélanger avec des méthodes conventionnelles, comme les pâtes de ciment ou les mélanges maîtres avec des charges solides élevées. - Agitateur à ultrasons :
Les agitateurs à ultrasons utilisent l'énergie ultrasonique pour remuer ou agiter les liquides, favorisant un mélange uniforme et empêchant la sédimentation. Cette méthode est utile dans diverses industries pour maintenir la cohérence des solutions, des suspensions ou des dispersions dans le temps.
Sonication des plaques multi-puits et des boîtes de Petri
Les plaques multi-puits et les boîtes de Pétri sont des récipients de laboratoire courants. Les plaques multipuits, également connues sous le nom de microplaques ou de plaques à micro-puits, sont des plaques plates comportant plusieurs puits. “puits” utilisés comme de petites éprouvettes. Ils sont disponibles dans différentes configurations, généralement avec 6, 12, 24, 48, 96, 384 ou 1536 puits, ce qui permet de réaliser des criblages et des tests à haut débit.
Les boîtes de Petri, quant à elles, sont des boîtes cylindriques peu profondes à couvercle, généralement en verre ou en plastique. Elles offrent une surface plane pour la culture des micro-organismes.
La conception spécifique des deux récipients à échantillons pose des problèmes lorsque la sonication doit être appliquée comme étape de traitement. Avec le sonicateur de plaques UIP400MTP, Hielscher propose un sonicateur puissant qui peut traiter toutes les plaques multipuits, microplaques et boîtes de Petri standard.
En savoir plus sur l'UIP400MTP, sonicateur puissant pour la préparation d'échantillons dans des plaques à 96 puits et des boîtes de Pétri !
Ce sonicateur Hielscher est certifié ISO, UL, RoHs et CE. Il peut fonctionner 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 pour les flux de travail à haut débit.
Le tableau ci-dessous vous donne un aperçu de nos ultrasons de type sonde et sans contact pour les applications de laboratoire les plus courantes :
| Dispositifs recommandés | Volume du lot | Débit |
|---|---|---|
| UIP400MTP Sonicateur pour plaques de 96 puits | plaques multi-puits / microtitres | n.d. |
| Cornet à ultrasons | CupHorn pour flacons ou béchers | n.d. |
| GDmini2 | réacteur ultrasonique à micro-flux | n.d. |
| VialTweeter | 00,5 à 1,5 ml | n.d. |
| UP100H | 1 à 500mL | 10 à 200mL/min |
| UP200Ht, UP200St | 10 à 1000mL | 20 à 200mL/min |
| UP400St | 10 à 2000mL | 20 à 400mL/min |
| UIP500hdT | 100 à 5000mL | 0.1 à 4L/min |
| Tamiseuse à ultrasons | n.d. | n.d. |
Contactez nous ! / Demandez-nous !
Questions fréquemment posées
Comment utiliser un sonicateur de laboratoire ?
Un sonicateur de laboratoire est un instrument utilisé pour appliquer une énergie ultrasonique afin d'agiter les particules d'un échantillon, souvent à des fins d'homogénéisation, d'émulsification, de dispersion de nanoparticules ou de perturbation des cellules. Pour utiliser un sonicateur de laboratoire, vous devez d'abord préparer votre échantillon dans un récipient approprié. Si vous utilisez un sonicateur à sonde, plongez la sonde dans l'échantillon en veillant à ce qu'elle ne touche pas les parois ou le fond du récipient. Réglez les paramètres du sonicateur, tels que l'amplitude, la fréquence des impulsions et la durée, en fonction des exigences spécifiques de votre application. Dans le cas d'un sonicateur sans contact, placez le récipient d'échantillon dans le support comme indiqué dans le manuel afin que les ondes ultrasonores soient transmises de manière optimale. Mettez le sonicateur en marche et surveillez le processus, en ajustant les paramètres si nécessaire pour obtenir l'effet désiré. Portez toujours un équipement de protection approprié, tel qu'une protection auditive.
Quelles sont les applications des sonicateurs dans les laboratoires ?
La sonication a de nombreuses applications dans les laboratoires, dans divers domaines. Elle est couramment utilisée pour la désintégration et la lyse des cellules, ce qui permet l'extraction de composants intracellulaires tels que l'ADN, l'ARN et les protéines. Elle est également employée dans la préparation d'émulsions et de dispersions, améliorant le mélange de liquides non miscibles ou la distribution de nanoparticules dans un milieu. Les sonicateurs sont précieux dans la synthèse des nanoparticules, car ils permettent de réduire la taille des particules et d'éviter leur agglomération. En outre, la sonication est utilisée pour le dégazage des liquides, en éliminant les gaz dissous qui peuvent interférer avec certaines techniques d'analyse.
Quelle est la différence entre un sonicateur à sonde et un bain à ultrasons ?
La principale différence entre un sonicateur à sonde et un bain ultrasonique réside dans leur conception et leur application. Un sonicateur à sonde utilise une sonde en titane qui entre directement en contact avec l'échantillon, délivrant une énergie ultrasonique intense à une zone localisée. Cette application directe est idéale pour les petits et grands volumes et permet un contrôle précis du processus de sonication. En revanche, un bain ultrasonique transmet des ondes ultrasoniques à travers un milieu liquide dans lequel est placé le récipient contenant l'échantillon. Cette sonication indirecte est faible et non uniforme, c'est pourquoi elle est généralement utilisée pour le nettoyage ou le dégazage.
La sonication indirecte dans des conditions intenses et uniformes peut être réalisée à l'aide de sonicateurs sans contact tels que le VialTweeter, le sonicateur pour plaques multi-puits UIP400MTP ou le réacteur à flux GDmini2. Ces sonicateurs à haute puissance et à haut débit permettent une sonication contrôlée avec précision des échantillons, ce qui les rend adaptés à la recherche et au diagnostic.
Quelles sont les applications de la sonication en CLHP ?
En chromatographie liquide à haute performance (CLHP), la sonication permet de modifier et de fonctionnaliser les nanoparticules, telles que les microsphères de silice ou de zircone. L'ultrasonication est une méthode très efficace pour synthétiser des particules de silice core-shell, qui sont particulièrement utiles pour les colonnes HPLC.
En outre, la sonication est utilisée pour la préparation des échantillons. Elle assure un mélange et une dissolution complète des analytes et des réactifs, ce qui est essentiel pour obtenir des résultats chromatographiques précis et reproductibles. La sonication aide à dégazer les solvants, à éliminer les gaz dissous qui peuvent former des bulles et interférer avec le flux et la détection dans les systèmes HPLC. En outre, la sonication est utilisée pour nettoyer les composants HPLC, tels que les colonnes et les injecteurs, afin de garantir l'élimination efficace de tout contaminant ou résidu.
Comment le sonicateur est-il utilisé en biotechnologie et en sciences de la vie ?
Dans le domaine de la biotechnologie et des sciences de la vie, les ultrasons sont un outil indispensable pour diverses applications. Ils sont largement utilisés pour la lyse cellulaire et l'extraction de matériaux intracellulaires, ce qui est essentiel pour les études de biologie moléculaire impliquant des acides nucléiques et des protéines. La sonication est employée dans la fragmentation de l'ADN, de l'ARN et de la chromatine pour le séquençage et d'autres analyses génétiques, ce qui permet d'étudier le matériel génétique à une échelle plus fine. En outre, les sonicateurs sont utilisés dans la préparation de liposomes et d'autres systèmes d'administration de médicaments à base de nanoparticules, améliorant ainsi l'efficacité et le ciblage des agents thérapeutiques.
Littérature / Références
- Ultrasonic Homogenizers for Efficient Sample Preparation – Hielscher Ultrasonics
- 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 fabrique des homogénéisateurs à ultrasons très performants à partir de laboratoires à taille industrielle.