Svladavanje laboratorijskih zadataka s ultrazvučnim homogenizatorom
Sonikatori su osnovni laboratorijski alati koji se koriste za širok raspon primjena, kao što su homogenizacija i miješanje, ekstrakcija, dispergiranje, emulgiranje, otapanje, razbijanje stanica, fragmentacija DNK i sonokemijske reakcije. Obično se sonikatori koriste za ispunjavanje ovih uobičajenih zadataka u svakodnevnom laboratorijskom radu. Za laboratorijske uzorke, gdje su unakrsna kontaminacija ili gubitak uzorka ograničavajući čimbenici, Hielscher beskontaktni sonikatori pravo su rješenje za ultrazvučnu pripremu uzorka.
Sonikatori i beskontaktni sonikatori
Sonikator tipa sonde primjenjuje intenzivne ultrazvučne valove – fokusiran na vrhu sonotrode ili sonde – u medij. Korištenje otvorene ili zatvorene posude omogućuje jednostavnu, ali pouzdanu ultrazvučnu obradu tekućih medija. Montaža sonotrode na protočnu ćeliju omogućuje kontinuiranu sonikaciju struje tekućine. Takva protočna postavka je sofisticirani način za ultrazvučnu obradu većih količina ili viskoznih tekućina i pasta.
Upotrebom beskontaktnih sonikatora kao što su VialTweeter, Multi-well Plate Sonicator UIP400MTP, CupHorn i GDmini2 protočni reaktor, uzorci se mogu obraditi u uvjetima bez dodira/bez kontakta – izbjegavajući unakrsnu kontaminaciju i gubitak uzorka. Još jedna prednost Hielscherovih beskontaktnih sonikatora je veliki kapacitet u pripremi uzorka.
Sonikacija je čin primjene snažnog ultrazvuka putem ultrazvučne sonde za miješanje i manipuliranje česticama u uzorku. Ultrasonicators naširoko se koriste u akademskim istraživanjima, analitičkim i forenzičkim laboratorijima, kliničkim ustanovama i proizvodnim mjestima, gdje se sonikacija koristi za homogeniziranje i miješanje suspenzija tekućina-tekućina ili tekućina-krutina, za ekstrakciju bioaktivnih tvari i staničnih spojeva, za dezintegraciju stanica, bakterija, i tkiva, za otapanje praha, uklanjanje biofilmova ili pokretanje kemijskih reakcija.
Budući da je područje primjene sonikatora tako široko, sonikatori se često nazivaju u odnosu na njihov specifični zadatak. Zato ultrazvučne uređaje možete pronaći pod različitim terminima kao što su:
- Ultrazvučni homogenizator:
Ultrazvučni homogenizatori se koriste za miješanje i miješanje dvije ili više faza u jednoličnu suspenziju. Kao snažna alternativa visokotlačnim homogenizatorima, mješalicama s oštricama i mikrofluidizatorima, sonikatori blistaju svojom iznimnom sposobnošću proizvodnje nano-disperzija i nano-emulzija. - Ultrazvučni raspršivač:
Ultrazvučni raspršivači koriste visokofrekventne zvučne valove kako bi razbili čestice na manje veličine i ravnomjerno ih rasporedili unutar tekućine. Ovaj postupak je posebno koristan za stvaranje stabilnih suspenzija čvrstih čestica u tekućinama, kao što su dispergirajući pigmenti u tintama ili čestice u kašama. - Ultrazvučni emulgator:
Ultrazvučni emulgatori koriste ultrazvučne valove za stvaranje finih emulzija miješanjem dvije tekućine koje se ne miješaju, kao što su ulje i voda. Zvučni valovi visokog intenziteta generiraju kavitacijske mjehuriće koji implodiraju, stvarajući intenzivne sile smicanja koje razgrađuju kapljice u emulzije nano veličine, čineći ih stabilnima i jednoličnima. - Ultrazvučna drobilica stanica:
Također poznati kao ultrazvučni stanični disruptori ili liziri, ovi uređaji koriste ultrazvučnu energiju za razbijanje staničnih membrana i oslobađanje unutarstaničnog sadržaja. Ovaj proces je bitan u biološkim i biokemijskim primjenama za ekstrakciju proteina, DNK i drugih staničnih komponenti. - Ultrazvučni ekstraktor:
Ultrazvučni ekstraktori primjenjuju ultrazvučne valove kako bi poremetili biljni materijal, poboljšavajući ekstrakciju bioaktivnih spojeva, poput eteričnih ulja, flavonoida ili drugih fitokemikalija. Učinak kavitacije poboljšava prodiranje otapala i prijenos mase, što rezultira učinkovitijom ekstrakcijom. - Ultrazvučni otapač:
Ultrazvučni uređaji za otapanje koriste ultrazvučnu energiju za brzo i učinkovito otapanje krutih tvari u tekućinama. Ovo je korisno za pripremu otopina ili suspenzija gdje se otopljena tvar mora ravnomjerno i brzo raspršiti, kao što su farmaceutski ili kemijski pripravci. - Ultrazvučni mikser:
Ultrazvučne miješalice koriste ultrazvučne valove visokog intenziteta za miješanje tekućina i kaša, osiguravajući jednoličan sastav. Ovaj proces miješanja može se nositi sa širokim rasponom viskoznosti i posebno je učinkovit u homogenizaciji proizvoda koje je teško miješati konvencionalnim metodama kao što su cementne paste ili glavne šarže s visokim sadržajem krutih tvari. - Ultrazvučna mješalica:
Ultrazvučne mješalice koriste ultrazvučnu energiju za miješanje ili agitaciju tekućina, potičući ravnomjerno miješanje i sprječavajući taloženje. Ova metoda je korisna u raznim industrijama za održavanje dosljednosti u otopinama, suspenzijama ili disperzijama tijekom vremena.
Sonikacija ploča s više jažica i Petrijevih zdjelica
Ploče s više jažica i petrijeve zdjelice uobičajene su laboratorijske posude. Ploče s više jažica, također poznate kao mikroploče ili pločice s mikrojažicama, ravne su ploče s više “bunari” koriste se kao male epruvete. Dolaze u različitim konfiguracijama, obično sa 6, 12, 24, 48, 96, 384 ili 1536 jažica, što omogućuje pregled i testiranje visoke propusnosti.
S druge strane, Petrijeve zdjelice su plitke, cilindrične zdjelice s poklopcem obično izrađene od stakla ili plastike. Oni pružaju ravnu površinu za uzgoj mikroorganizama.
Specifični dizajn obiju posuda za uzorke dolazi s izazovima kada se sonikacija treba primijeniti kao korak obrade. S sonikatorom ploča UIP400MTP, Hielscher nudi moćan sonikator koji može rukovati svim standardnim pločama s više jažica, mikropločicama i petrijevim zdjelicama.
Saznajte više o UIP400MTP kao moćnom sonikatoru za pripremu uzoraka u pločama s 96 jažica i petrijevim zdjelicama!
Ovaj Hielscher sonikator ima ISO certifikat, UL, RoHs i CE usklađen. Ima mogućnost rada 24/7 za tijekove rada visoke propusnosti.
Tablica u nastavku daje vam pregled naših sondi i beskontaktnih ultrazvučnih uređaja za uobičajene laboratorijske primjene:
| Preporučeni uređaji | Volumen serije | Protok |
|---|---|---|
| UIP400MTP sonikator ploča s 96 jažica | ploče s više jažica / mikrotitarske ploče | na |
| Ultrazvučni CupHorn | CupHorn za bočice ili čaše | na |
| GDmini2 | ultrazvučni mikroprotočni reaktor | na |
| VialTweeter | 0.5 do 1,5 ml | na |
| UP100H | 1 do 500 ml | 10 do 200 ml/min |
| UP200Ht, UP200St | 10 do 1000 ml | 20 do 200 ml/min |
| UP400St | 10 do 2000 ml | 20 do 400 ml/min |
| UIP500hdT | 100 do 5000 ml | 0.1 do 4L/min |
| Ultrazvučna mućkalica sita | na | na |
Kontaktirajte nas! / Pitajte nas!
Često postavljana pitanja
Kako koristiti Lab Sonicator?
Laboratorijski sonikator je instrument koji se koristi za primjenu ultrazvučne energije za miješanje čestica u uzorku, često u svrhu homogenizacije, emulgiranja, raspršivanja nanočestica ili ometanja stanica. Da biste koristili laboratorijski sonikator, prvo trebate pripremiti uzorak u prikladnom spremniku. Ako koristite sondu tipa sonikatora, uronite sondu u uzorak pazeći da ne dodiruje stranice ili dno posude. Prilagodite postavke sonikatora kao što su amplituda, brzina pulsa i trajanje prema specifičnim zahtjevima vaše primjene. Za beskontaktni sonikator, stavite spremnik uzorka u držač prema uputama u priručniku kako bi se ultrazvučni valovi prenosili na optimalan način. Uključite sonikator i pratite proces, prilagođavajući parametre prema potrebi za postizanje željenog učinka. Uvijek nosite odgovarajuću zaštitnu opremu, poput zaštite za uši.
Koje su primjene sonikatora u laboratorijima?
Sonikacija ima brojne primjene u laboratorijima u raznim područjima. Obično se koristi za razbijanje i lizu stanica, omogućujući ekstrakciju unutarstaničnih komponenti kao što su DNA, RNA i proteini. Također se koristi u pripremi emulzija i disperzija, poboljšavajući miješanje tekućina koje se ne miješaju ili distribuciju nanočestica unutar medija. Sonikatori su vrijedni u sintezi nanočestica, pomažući u smanjenju veličine čestica i sprječavanju aglomeracije. Osim toga, sonikacija se koristi za otplinjavanje tekućina, uklanjanje otopljenih plinova koji mogu ometati određene analitičke tehnike.
Pročitajte više o tome kako sonikacija može poboljšati vašu lizu stanica baziranu na lizozamu!
Koja je razlika između sonikatora i ultrazvučne kupke?
Primarna razlika između sonikatora i ultrazvučne kupke leži u njihovom dizajnu i primjeni. Sonda tipa sonicator koristi sondu od titana koja je u izravnom kontaktu s uzorkom, isporučujući intenzivnu ultrazvučnu energiju na lokalizirano područje. Ova izravna primjena idealna je za male do velike količine i pruža preciznu kontrolu nad postupkom sonikacije. Nasuprot tome, ultrazvučna kupka prenosi ultrazvučne valove kroz tekući medij u koji se nalazi spremnik s uzorkom. Ova neizravna sonikacija je slaba i neujednačena, stoga se obično koristi za čišćenje ili otplinjavanje.
Neizravna sonikacija pod intenzivnim i ujednačenim uvjetima može se postići korištenjem beskontaktnih sonikatora kao što su VialTweeter, Multi-well Plate Sonicator UIP400MTP ili protočni reaktor GDmini2. Ovi sonikatori velike snage i velike propusnosti omogućuju precizno kontroliranu sonikaciju uzoraka što ih čini prikladnima za istraživanje i dijagnostiku.
Koje su primjene sonikacije u HPLC-u?
Ultrazvučna priprema uzoraka poboljšava HPLC analizu korištenjem akustične kavitacije za narušavanje matrica uzoraka i ubrzavanje prijenosa analita u otapalo za ekstrakciju. Ova tehnika poboljšava učinkovitost ekstrakcije, povećava oporavak analita i smanjuje vrijeme pripreme uzorka, omogućujući osjetljiviju i ponovljiviju kromatografsku analizu. Pročitajte više o ultrazvučnoj pripremi uzoraka za HPLC!
U tekućinskoj kromatografiji visoke učinkovitosti (HPLC), sonikacija omogućuje modifikaciju i funkcionalizaciju nanočestica, kao što su mikrosfere silicijevog dioksida ili cirkonijevog oksida. Ultrasonication je vrlo učinkovita metoda za sintetiziranje čestica jezgre i ljuske silicijevog dioksida, koje su posebno korisne za HPLC stupce. Pročitaj više!
Osim toga, sonikacija se koristi za pripremu uzoraka. Osigurava temeljito miješanje i otapanje analita i reagensa, što je ključno za točne i ponovljive kromatografske rezultate. Sonikacija pomaže u otplinjavanju otapala, uklanjanju otopljenih plinova koji mogu stvoriti mjehuriće i ometati protok i detekciju u HPLC sustavima. Dodatno, sonikacija se koristi za čišćenje HPLC komponenata, kao što su kolone i dijelovi injektora, čime se osigurava učinkovito uklanjanje svih kontaminanata ili ostataka.
Kako se Sonicator koristi u biotehnologiji i znanosti o životu?
U biotehnologiji i znanostima o životu, ultrasonicators je nezamjenjiv alat za različite primjene. Opsežno se koriste za lizu stanica i ekstrakciju unutarstaničnih materijala, što je bitno za studije molekularne biologije koje uključuju nukleinske kiseline i proteine. Ultrazvuk se koristi u fragmentaciji DNK, RNK i kromatina za sekvencioniranje i druge genetske analize, omogućujući proučavanje genetskog materijala na finijoj razini. Štoviše, sonikatori se koriste u pripremi liposoma i drugih sustava za isporuku lijekova koji se temelje na nanočesticama, povećavajući učinkovitost i ciljanje terapijskih sredstava.
Sonicator UIP400MTP s višestrukim udubljenjima koristi se za miniaturizaciju testova i integraciju u laboratorijsku automatizaciju – omogućujući glatke radne tokove s visokim protokom. Pročitajte više o microplate sonicator UIP400MTP za HT-radne procese!
Literatura / Reference
- 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 proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi od laboratorija do industrijska veličina.