अल्ट्रासोनिक होमोजेनाइज़र से प्रयोगशाला के कार्यों में महारत हासिल करें
सोनिकेटर प्रयोगशाला के आवश्यक उपकरण हैं, जिनका उपयोग समांगीकरण और मिश्रण, निष्कर्षण, परिक्षेपण, पायसीकरण, विलेयन, कोशिका विघटन, DNA खंडन और सोनोकेमिकल अभिक्रियाओं जैसे विविध अनुप्रयोगों में किया जाता है। आमतौर पर, प्रयोगशाला के दैनिक कार्यों में इन सामान्य कार्यों को पूरा करने के लिए प्रोब-प्रकार के सोनिकेटर का उपयोग किया जाता है। प्रयोगशाला के उन नमूनों के लिए, जिनमें पार-संदूषण या नमूने की हानि सीमित करने वाले कारक हैं, Hielscher के गैर-संपर्क सोनिकेटर अल्ट्रासोनिक नमूना तैयारी का पसंदीदा समाधान हैं।
प्रोब-प्रकार के सोनिकेटर और गैर-संपर्क सोनिकेटर
प्रोब-प्रकार का सोनिकेटर माध्यम में तीव्र अल्ट्रासाउंड तरंगें प्रविष्ट कराता है – ये तरंगें सोनोट्रोड या प्रोब की नोक पर केंद्रित होती हैं। खुले या बंद पात्र का उपयोग तरल माध्यमों का सरल, फिर भी विश्वसनीय अल्ट्रासोनिक उपचार संभव बनाता है। सोनोट्रोड को प्रवाह सेल पर लगाने से तरल धारा का निरंतर सोनिकेशन संभव होता है। इस प्रकार की प्रवाह-आधारित व्यवस्था अधिक आयतन वाले नमूनों या श्यान तरल पदार्थों और पेस्टों के अल्ट्रासोनिक प्रसंस्करण का एक उन्नत तरीका है।
VialTweeter, मल्टी-वेल प्लेट सोनिकेटर UIP400MTP, CupHorn और GDmini2 प्रवाह रिएक्टर जैसे गैर-संपर्क सोनिकेटर का उपयोग करके, नमूनों को बिना छुए / गैर-संपर्क स्थितियों में संसाधित किया जा सकता है – जिससे पार-संदूषण और नमूने की हानि से बचा जा सकता है। Hielscher के गैर-संपर्क सोनिकेटर का एक अन्य लाभ नमूना तैयारी में उनकी उच्च नमूना प्रसंस्करण क्षमता है।
सोनिकेशन वह प्रक्रिया है जिसमें किसी नमूने में कणों को आंदोलित करने और उनमें वांछित परिवर्तन लाने के लिए अल्ट्रासोनिक प्रोब के माध्यम से उच्च-शक्ति अल्ट्रासाउंड लगाया जाता है। अल्ट्रासोनिकेटर का व्यापक उपयोग अकादमिक अनुसंधान, विश्लेषणात्मक और फोरेंसिक प्रयोगशालाओं, नैदानिक सुविधाओं और उत्पादन स्थलों में किया जाता है, जहाँ सोनिकेशन का उपयोग तरल-तरल या तरल-ठोस निलंबनों को समांगीकृत करने और मिलाने, जैवसक्रिय पदार्थों और कोशिकीय यौगिकों को निकालने, कोशिकाओं, जीवाणुओं और ऊतकों को विघटित करने, पाउडर घोलने, बायोफिल्म हटाने या रासायनिक अभिक्रियाएँ शुरू करने के लिए किया जाता है।
चूँकि सोनिकेटर के अनुप्रयोगों का क्षेत्र बहुत व्यापक है, इसलिए अक्सर उन्हें उनके विशिष्ट कार्य के आधार पर नाम दिया जाता है। यही कारण है कि अल्ट्रासोनिकेटर विभिन्न नामों से मिलते हैं, जैसे:
- अल्ट्रासोनिक होमोजेनाइज़र:
अल्ट्रासोनिक होमोजेनाइज़र का उपयोग दो या अधिक प्रावस्थाओं को मिलाकर एक समान निलंबन बनाने के लिए किया जाता है। उच्च-दाब होमोजेनाइज़र, ब्लेड मिक्सर और माइक्रोफ्लुइडाइज़र के शक्तिशाली विकल्प के रूप में, प्रोब-प्रकार के सोनिकेटर नैनो-परिक्षेपण और नैनो-पायस बनाने की अपनी असाधारण क्षमता के कारण उत्कृष्ट प्रदर्शन करते हैं। - अल्ट्रासोनिक परिक्षेपक:
अल्ट्रासोनिक परिक्षेपक उच्च-आवृत्ति ध्वनि तरंगों का उपयोग करके कणों को तोड़कर उनका आकार छोटा करते हैं और उन्हें तरल में समान रूप से वितरित करते हैं। यह प्रक्रिया तरल पदार्थों में ठोस कणों के स्थिर निलंबन बनाने के लिए विशेष रूप से उपयोगी है, जैसे स्याही में वर्णकों या स्लरी में कणों का परिक्षेपण करना। - अल्ट्रासोनिक पायसीकारक:
अल्ट्रासोनिक पायसीकारक तेल और पानी जैसे दो अमिश्रणीय तरल पदार्थों को मिलाकर सूक्ष्म पायस बनाने के लिए अल्ट्रासोनिक तरंगों का उपयोग करते हैं। उच्च-तीव्रता वाली ध्वनि तरंगें कैविटेशन बुलबुले उत्पन्न करती हैं, जो भीतर की ओर ध्वस्त होकर तीव्र अपरूपण बल उत्पन्न करते हैं। ये बल बूंदों को तोड़कर नैनो-आकार के पायस बनाते हैं, जिससे वे स्थिर और एक समान हो जाते हैं। - अल्ट्रासोनिक कोशिका क्रशर:
अल्ट्रासोनिक कोशिका विघटक या लाइज़र के नाम से भी जाने जाने वाले ये उपकरण कोशिका झिल्लियों को तोड़कर खोलने और अंतःकोशिकीय सामग्री को मुक्त करने के लिए अल्ट्रासोनिक ऊर्जा का उपयोग करते हैं। जैविक और जैवरासायनिक अनुप्रयोगों में प्रोटीन, DNA और अन्य कोशिकीय घटकों के निष्कर्षण के लिए यह प्रक्रिया आवश्यक है। - अल्ट्रासोनिक निष्कर्षक:
अल्ट्रासोनिक निष्कर्षक पादप सामग्री को विघटित करने के लिए अल्ट्रासोनिक तरंगों का उपयोग करते हैं, जिससे आवश्यक तेलों, फ्लेवोनॉइड या अन्य पादप रसायनों जैसे जैवसक्रिय यौगिकों का निष्कर्षण बेहतर होता है। कैविटेशन प्रभाव विलायक के प्रवेश और द्रव्यमान अंतरण में सुधार करता है, जिसके परिणामस्वरूप निष्कर्षण अधिक कुशल होता है। - अल्ट्रासोनिक विलायक:
अल्ट्रासोनिक विलायक उपकरण ठोस पदार्थों को द्रवों में तेज़ी और दक्षता से घोलने के लिए अल्ट्रासोनिक ऊर्जा का उपयोग करते हैं। यह ऐसे विलयन या निलंबन तैयार करने में उपयोगी है जिनमें विलेय को समान रूप से और तेज़ी से वितरित करना आवश्यक होता है, जैसे औषधीय या रासायनिक फ़ॉर्मूलेशन में। - अल्ट्रासोनिक मिक्सर:
अल्ट्रासोनिक मिक्सर द्रवों और स्लरी को मिलाने के लिए उच्च तीव्रता वाली अल्ट्रासाउंड तरंगों का उपयोग करते हैं, जिससे एकसमान संघटन सुनिश्चित होता है। यह मिश्रण प्रक्रिया श्यानता की व्यापक श्रेणी को संभाल सकती है और विशेष रूप से ऐसे उत्पादों के समांगीकरण में प्रभावी है जिन्हें पारंपरिक विधियों से मिलाना कठिन होता है, जैसे सीमेंट पेस्ट या उच्च ठोस सामग्री वाले मास्टरबैच। - अल्ट्रासाउंड एजिटेटर:
अल्ट्रासाउंड एजिटेटर द्रवों को हिलाने या उनमें हलचल उत्पन्न करने के लिए अल्ट्रासोनिक ऊर्जा का उपयोग करते हैं, जिससे एकसमान मिश्रण को बढ़ावा मिलता है और अवसादन रुकता है। यह विधि विभिन्न उद्योगों में समय के साथ विलयनों, निलंबनों या परिक्षेपणों की एकरूपता बनाए रखने में लाभकारी है।
मल्टीवेल प्लेटों और पेट्री डिशों का सोनिकेशन
मल्टीवेल प्लेटें और पेट्री डिशें प्रयोगशाला में इस्तेमाल होने वाले सामान्य पात्र हैं। मल्टीवेल प्लेटें, जिन्हें माइक्रोप्लेट या माइक्रोवेल प्लेट भी कहा जाता है, कई “वेल” वाली समतल प्लेटें होती हैं, जिनके वेल छोटी परखनलियों के रूप में उपयोग किए जाते हैं। ये विभिन्न विन्यासों में उपलब्ध होती हैं, जिनमें आम तौर पर 6, 12, 24, 48, 96, 384 या 1536 वेल होते हैं, जिससे उच्च नमूना प्रसंस्करण क्षमता के साथ स्क्रीनिंग और परीक्षण करना संभव होता है।
दूसरी ओर, पेट्री डिशें उथले, बेलनाकार, ढक्कन वाले पात्र होते हैं, जो आम तौर पर काँच या प्लास्टिक से बने होते हैं। ये सूक्ष्मजीवों के संवर्धन के लिए समतल सतह प्रदान करते हैं।
जब प्रसंस्करण के एक चरण के रूप में सोनिकेशन करना हो, तो दोनों प्रकार के नमूना पात्रों की विशिष्ट बनावट चुनौतियाँ पैदा करती है। प्लेट सोनिकेटर UIP400MTP के साथ, Hielscher एक शक्तिशाली सोनिकेटर प्रदान करता है जो किसी भी मानक मल्टीवेल प्लेट, माइक्रोप्लेट और पेट्री डिश को संभाल सकता है।
96-वेल प्लेटों और पेट्री डिशों में नमूना तैयार करने के लिए शक्तिशाली सोनिकेटर UIP400MTP के बारे में और जानें!
नीचे दी गई तालिका सामान्य प्रयोगशाला अनुप्रयोगों के लिए हमारे प्रोब-प्रकार और गैर-संपर्क अल्ट्रासोनिकेटरों का अवलोकन प्रस्तुत करती है:
| अनुशंसित उपकरण | बैच आयतन | प्रवाह दर |
|---|---|---|
| UIP400MTP 96-वेल प्लेट सोनिकेटर | मल्टीवेल / माइक्रोटाइटर प्लेटें | n.a. |
| अल्ट्रासोनिक CupHorn | वायल या बीकर के लिए CupHorn | n.a. |
| GDmini2 | अल्ट्रासोनिक सूक्ष्म-प्रवाह रिएक्टर | n.a. |
| VialTweeter | 0.5 से 1.5mL | n.a. |
| UP100H | 1 से 500mL | 10 से 200mL/min |
| UP200Ht, UP200St | 10 से 1000mL | 20 से 200mL/min |
| UP400St | 10 से 2000mL | 20 से 400mL/min |
| UIP500hdT | 100 से 5000mL | 0.1 से 4L/min |
| अल्ट्रासोनिक छलनी शेकर | n.a. | n.a. |
हमसे संपर्क करें! / हमसे पूछें!
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
प्रयोगशाला सोनिकेटर का उपयोग कैसे करें?
प्रयोगशाला सोनिकेटर एक ऐसा उपकरण है जो नमूने में कणों को आंदोलित करने के लिए अल्ट्रासोनिक ऊर्जा का उपयोग करता है, अक्सर समांगीकरण, पायसीकरण, नैनोकणों के परिक्षेपण या कोशिका विघटन के उद्देश्य से। प्रयोगशाला सोनिकेटर का उपयोग करने के लिए, आपको पहले अपना नमूना किसी उपयुक्त पात्र में तैयार करना होगा। यदि आप प्रोब-प्रकार के सोनिकेटर का उपयोग कर रहे हैं, तो प्रोब को नमूने में डुबोएँ और सुनिश्चित करें कि वह पात्र की दीवारों या तली को न छुए। अपने अनुप्रयोग की विशिष्ट आवश्यकताओं के अनुसार सोनिकेटर की सेटिंग, जैसे आयाम, पल्स दर और अवधि, समायोजित करें। गैर-संपर्क सोनिकेटर के लिए, निर्देश पुस्तिका में बताए अनुसार नमूना पात्र को होल्डर में रखें, ताकि अल्ट्रासाउंड तरंगों का संचार इष्टतम ढंग से हो। सोनिकेटर चालू करें और प्रक्रिया की निगरानी करें तथा वांछित प्रभाव प्राप्त करने के लिए आवश्यकतानुसार मापदंड समायोजित करें। हमेशा उपयुक्त सुरक्षात्मक उपकरण पहनें, जैसे श्रवण सुरक्षा उपकरण।
प्रयोगशालाओं में सोनिकेटरों के क्या अनुप्रयोग हैं?
विभिन्न क्षेत्रों की प्रयोगशालाओं में सोनिकेशन के अनेक अनुप्रयोग हैं। इसका उपयोग आम तौर पर कोशिका विघटन और कोशिका लयन के लिए किया जाता है, जिससे DNA, RNA और प्रोटीन जैसे अंतःकोशिकीय घटकों का निष्कर्षण संभव होता है। इसका उपयोग इमल्शन और परिक्षेपण तैयार करने में भी किया जाता है, जिससे परस्पर अमिश्रणीय द्रवों का मिश्रण या किसी माध्यम में नैनोकणों का वितरण बेहतर होता है। नैनोकण संश्लेषण में सोनिकेटर उपयोगी होते हैं, क्योंकि वे कणों का आकार घटाने और उनके समूहन को रोकने में सहायता करते हैं। इसके अतिरिक्त, सोनिकेशन का उपयोग द्रवों से गैस हटाने के लिए किया जाता है, जिससे वे घुली हुई गैसें निकल जाती हैं जो कुछ विश्लेषणात्मक तकनीकों में बाधा डाल सकती हैं।
इस बारे में और पढ़ें कि सोनिकेशन आपके लाइसोज़ाइम-आधारित कोशिका लयन को कैसे बेहतर बना सकता है!
प्रोब-प्रकार के सोनिकेटर और अल्ट्रासोनिक बाथ में क्या अंतर है?
प्रोब-प्रकार के सोनिकेटर और अल्ट्रासोनिक बाथ के बीच मुख्य अंतर उनकी बनावट और अनुप्रयोग में है। प्रोब-प्रकार का सोनिकेटर टाइटेनियम प्रोब का उपयोग करता है, जो नमूने के सीधे संपर्क में आती है और एक सीमित क्षेत्र में तीव्र अल्ट्रासोनिक ऊर्जा पहुँचाती है। ऊर्जा पहुँचाने की यह प्रत्यक्ष विधि छोटे से लेकर बड़े आयतन तक के लिए आदर्श है और सोनिकेशन प्रक्रिया पर सटीक नियंत्रण प्रदान करती है। इसके विपरीत, अल्ट्रासोनिक बाथ एक द्रव माध्यम से होकर अल्ट्रासोनिक तरंगें संचारित करता है, जिसमें नमूने का पात्र रखा जाता है। यह अप्रत्यक्ष सोनिकेशन कमजोर और असमान होता है, इसलिए इसका उपयोग आम तौर पर सफाई या गैस हटाने के लिए किया जाता है।
VialTweeter, मल्टी-वेल प्लेट सोनिकेटर UIP400MTP या प्रवाह रिएक्टर GDmini2 जैसे संपर्करहित सोनिकेटर का उपयोग करके तीव्र और एकसमान परिस्थितियों में अप्रत्यक्ष सोनिकेशन किया जा सकता है। उच्च शक्ति और उच्च नमूना प्रसंस्करण क्षमता वाले ये सोनिकेटर नमूनों के सोनिकेशन पर सटीक नियंत्रण की सुविधा देते हैं, जिससे वे अनुसंधान और निदान के लिए उपयुक्त बनते हैं।
HPLC में सोनिकेशन के क्या अनुप्रयोग हैं?
अल्ट्रासोनिक नमूना तैयारी में ध्वनिक कैविटेशन का उपयोग नमूना मैट्रिक्स को विघटित करने और विश्लेष्यों के निष्कर्षण विलायक में स्थानांतरण को तेज करने के लिए किया जाता है, जिससे HPLC विश्लेषण बेहतर होता है। यह तकनीक निष्कर्षण दक्षता में सुधार करती है, विश्लेष्यों की प्राप्ति बढ़ाती है और नमूना तैयार करने का समय घटाती है, जिससे अधिक संवेदनशील और पुनरुत्पादनीय क्रोमैटोग्राफिक विश्लेषण संभव होता है। HPLC के लिए अल्ट्रासोनिक नमूना तैयारी के बारे में और पढ़ें!
उच्च-प्रदर्शन द्रव क्रोमैटोग्राफी (HPLC) में सोनिकेशन नैनोकणों, जैसे सिलिका या ज़िरकोनिया के सूक्ष्मगोलों, के संशोधन और कार्यात्मककरण को संभव बनाता है। अल्ट्रासोनिकेशन कोर-शेल सिलिका कणों के संश्लेषण की एक अत्यंत प्रभावी विधि है, जो HPLC कॉलमों के लिए विशेष रूप से उपयोगी होते हैं। और पढ़ें!
इसके अतिरिक्त, सोनिकेशन का उपयोग नमूना तैयार करने के लिए किया जाता है। यह विश्लेष्यों और अभिकर्मकों का पूर्ण मिश्रण और विघटन सुनिश्चित करता है, जो सटीक और पुनरुत्पादनीय क्रोमैटोग्राफिक परिणामों के लिए अत्यंत आवश्यक है। सोनिकेशन विलायकों से गैस हटाने में सहायता करता है, जिससे वे घुली हुई गैसें निकल जाती हैं जो बुलबुले बना सकती हैं और HPLC प्रणालियों में प्रवाह तथा संसूचन में बाधा डाल सकती हैं। इसके अतिरिक्त, सोनिकेशन का उपयोग कॉलमों और इंजेक्टर के भागों जैसे HPLC घटकों की सफाई के लिए किया जाता है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि कोई भी संदूषक या अवशेष प्रभावी ढंग से हटा दिए जाएँ।
जैव प्रौद्योगिकी और जीवन विज्ञान में सोनिकेटर का उपयोग कैसे किया जाता है?
जैव प्रौद्योगिकी और जीवन विज्ञान में अल्ट्रासोनिकेटर विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए अपरिहार्य उपकरण हैं। इनका व्यापक उपयोग कोशिका लयन और अंतःकोशिकीय पदार्थों के निष्कर्षण के लिए किया जाता है, जो न्यूक्लिक अम्लों और प्रोटीनों से संबंधित आणविक जीवविज्ञान अध्ययनों के लिए आवश्यक है। अनुक्रमण और अन्य आनुवंशिक विश्लेषणों के लिए DNA, RNA और क्रोमैटिन के खंडन में सोनिकेशन का उपयोग किया जाता है, जिससे आनुवंशिक पदार्थ का अधिक सूक्ष्म स्तर पर अध्ययन संभव होता है। इसके अलावा, सोनिकेटर का उपयोग लिपोसोम और अन्य नैनोकण-आधारित औषधि वितरण प्रणालियाँ तैयार करने में किया जाता है, जिससे चिकित्सीय एजेंटों की प्रभावकारिता और लक्ष्य तक पहुँचने की क्षमता बढ़ती है।
मल्टी-वेल प्लेट सोनिकेटर UIP400MTP का उपयोग परखों के लघुकरण और प्रयोगशाला स्वचालन में एकीकरण के लिए किया जाता है – जिससे उच्च नमूना प्रसंस्करण क्षमता के साथ सुचारु कार्यप्रवाह संभव होते हैं। उच्च नमूना प्रसंस्करण क्षमता वाले कार्यप्रवाहों (HT) के लिए माइक्रोप्लेट सोनिकेटर UIP400MTP के बारे में और पढ़ें!
साहित्य / संदर्भ
- Ultrasonic Homogenizers for Efficient Sample Preparation – Hielscher Ultrasonics
- Guidelines for Autoclaving Ultrasonic Sonotrodes and Flow Cells – HielscherUltrasonic
- 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 उच्च प्रदर्शन वाले अल्ट्रासोनिक होमोजेनाइज़र प्रयोगशाला से लेकर औद्योगिक आकार तक बनाता है।