Uređaji za sonikaciju za vaše laboratorijske zadatke
Uređaji za ultrazvuk, posebno sonikatori, napredni su alati koji se široko koriste u laboratorijskim i industrijskim postavkama. Koristeći snagu ultrazvuka, uređaji za sonikaciju mogu učinkovito obraditi različite materijale. Ovi uređaji rade prijenosom ultrazvučne energije kroz sondu (ili rog) u tekućinu ili kašu, stvarajući ultrazvučne valove visokog intenziteta niske frekvencije koji stvaraju akustičnu kavitaciju koju karakteriziraju intenzivne mehaničke sile. Ove ultrazvučne sile uzrokuju kavitaciju - mikromjehuriće koji se brzo šire i skupljaju - oslobađajući snažne sile smicanja koje potiču različite primjene kao što su homogenizacija, liza stanica, smanjenje veličine čestica i više.

Ultrazvučni homogenizatori UP100H (100 watta) i UP400St (400 vata) za pripremu uzorka kao što je liza, ekstrakcija proteina i cijepanje DNA.
Razumijevanje sonikacije i kavitacije
Sonikacija je proces primjene ultrazvučne energije za miješanje čestica u tekućini. Ultrazvuk na frekvencijama između cca. 20 kHz i 30 kHz može generirati dovoljno energije za učinkovito ispunjavanje zadataka homogenizacije. Takvi ultrazvučni zvučni valovi induciraju brze cikluse kompresije i ekspanzije u tekućini, što dovodi do stvaranja mikroskopskih mjehurića. Kada se ovi mikromjehurići nasilno kolabiraju, mogu se primijetiti ekstremne sile. Ovaj energetski gust fenomen poznat je kao kavitacija i pokretačka je snaga iza učinkovitosti sonikacije u obradi materijala:
- Kavitacijski mjehurići: Ovi mikromjehurići rastu tijekom faze širenja zvučnog vala i nasilno kolabiraju tijekom faze kompresije. Ovaj kolaps oslobađa lokalizirane visokoenergetske zone s temperaturama i pritiscima koji dosežu tisuće stupnjeva Celzijusa i stotine atmosfera, iako nakratko i na mikroskopskoj razini.
- Mehaničke sile smicanja: Kolaps kavitacijskih mjehurića stvara intenzivne sile smicanja koje mogu poremetiti stanične stijenke, raspršiti čestice i homogenizirati smjese s iznimnom učinkovitošću.
Sposobnost kontrole kavitacije ono je što ultrazvuk čini tako vrijednim u raznim znanstvenim područjima, od molekularne biologije do znanosti o materijalima.
Vrste laboratorijskih sonikatora
Dva najčešća tipa sonikatora koji se koriste u laboratorijima su:
- Sonikatori tipa sonde: Ovi sonikatori koriste titansku sondu za izravan prijenos ultrazvučne energije u uzorak. Idealni su za aplikacije visokog intenziteta kao što su liza stanica, smanjenje veličine čestica i emulgiranje, budući da isporučuju koncentriranu energiju izravno u tekućinu. Sonikatori se često preferiraju za primjene koje zahtijevaju visoku kontrolu nad intenzitetom kavitacije.
- Sonikatori za kupanje: U ovoj postavci, uzorci se stavljaju u vodenu kupelj koja se zatim sonicira. Ova metoda omogućuje jednoliku, ali općenito manje intenzivnu sonikaciju u usporedbi s vrstama sondi. Sonikatori za kadu korisni su za čišćenje laboratorijske opreme, nježno miješanje i određene vrste kemijskih reakcija.
Zašto su sonikatori najboljeg tipa za homogenizaciju?
Sonikatori tipa sonde smatraju se najboljim izborom za homogenizaciju zbog svoje sposobnosti da isporuče ultrazvučnu energiju visokog intenziteta izravno u uzorak, proizvodeći snažne sile smicanja. Evo zašto su izvrsni u zadacima homogenizacije:
- Izravni prijenos energije: Sonikatori tipa sonde prenose ultrazvučnu energiju kroz titansku sondu (ili rog) koja je izravno uronjena u uzorak. Ovaj izravan kontakt omogućuje vrlo učinkovit prijenos energije, stvarajući intenzivnu kavitaciju izravno u otopini. Ovo je posebno korisno za homogeniziranje tvrdih materijala ili suspenzija koje zahtijevaju značajnu silu za razbijanje čestica i njihovu ravnomjernu raspodjelu.
- Visoke smične sile: Intenzivna kavitacija uzrokovana sonikatorima tipa sonde stvara snažne sile smicanja unutar tekućine, koje razbijaju čestice, ometaju stanične stijenke i smanjuju veličinu čestica. Ove sile pomažu u stvaranju homogene smjese, jer mogu učinkovito podnijeti čak i visoko viskozne ili guste suspenzije.
- Podesivi intenzitet: Sonikatori često dolaze s podesivim postavkama snage, što korisniku omogućuje prilagođavanje intenziteta sonikacije kako bi odgovarao specifičnim zahtjevima homogenizacije. Niže razine snage mogu se koristiti za nježno miješanje, dok se više razine mogu nositi sa zahtjevnijim zadacima homogenizacije.
- Kapacitet velike propusnosti: Sonikatori su prikladni za tijekove rada s velikom propusnošću, gdje više uzoraka zahtijeva homogenizaciju u kratkom vremenskom okviru. S postavkama koje se mogu programirati, ovi sonikatori mogu brzo obraditi niz uzoraka, smanjujući vrijeme pripreme i osiguravajući dosljedne rezultate. Hielscher nudi uređaje za ultrazvuk koji rukuju s više bočica istovremeno ili pločama s više jažica, što je posebno vrijedno u istraživačkim i industrijskim okruženjima koja zahtijevaju brzu, jednoliku homogenizaciju brojnih uzoraka.
- Preciznost i kontrola: Budući da ultrazvučni uređaji tipa sonde omogućuju izravan kontakt s uzorkom, omogućuju precizniju kontrolu nad procesom homogenizacije. Postavke dubine uranjanja, frekvencije i pulsa sonde mogu se fino podesiti, nudeći dosljedne i ponovljive rezultate za uzorke.
- Skalabilnost: Uz različite dostupne veličine sondi, sonikatori su prikladni za homogeniziranje malih i velikih volumena uzoraka. Manje sonde idealne su za mikrovolumene, dok veće sonde omogućuju homogenizaciju skupnih uzoraka u industrijskim primjenama.
Ove prednosti čine Hielscher uređaje za sonikaciju preferiranim izborom za primjene koje zahtijevaju temeljitu i učinkovitu homogenizaciju, kao što je priprema emulzija, razbijanje staničnih suspenzija ili stvaranje stabilnih disperzija.
Ultrazvučni uređaji visokih performansi
Imate li posla s izazovnim uzorcima, procesima visoke propusnosti, sterilnom homogenizacijom, velikim brojem uzoraka ili osjetljivim materijalima? Hielscher Ultrasonics ima pravi ultrazvučni uređaj za vašu primjenu!
Recite nam nešto o svom zadatku pripreme uzorka i izazovima s kojima se suočavate! Rado vam preporučujemo najprikladniji sonikator za uspješne istraživačke pokuse, analitičke zadatke ili primjene u znanosti o životu.
Donja tablica daje vam naznaku približnog kapaciteta obrade naših ultrazvučnih uređaja laboratorijske veličine:
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 |
Ultrazvučna mućkalica sita | na | na |
Industrijski sonikatori | 500mL do 200L | 5 to >100L/min |
- visoka efikasnost
- Najnovija tehnologija
- pouzdanost & robusnost
- podesiva, precizna kontrola procesa
- serija & u redu
- za bilo koji volumen
- inteligentni softver
- pametne značajke (npr. programabilne, podatkovni protokol, daljinsko upravljanje)
- jednostavan i siguran za rukovanje
- slabo održavanje
- CIP (čišćenje na mjestu)
Projektiranje, proizvodnja i savjetovanje – Kvaliteta Proizvedeno u Njemačkoj
Hielscher ultrasonicators su poznati po svojim najvišim standardima kvalitete i dizajna. Robusnost i jednostavan rad omogućuju glatku integraciju naših ultrazvučnih uređaja u industrijske objekte. Teški uvjeti i zahtjevna okruženja lako se nose s Hielscher ultrasonicators.
Hielscher Ultrasonics je ISO certificirana tvrtka i stavlja poseban naglasak na ultrazvučne uređaje visokih performansi koji sadrže najsuvremeniju tehnologiju i jednostavnu su za korištenje. Naravno, Hielscher ultrasonicators sukladni su CE i ispunjavaju zahtjeve UL, CSA i RoHs.

Hielscher Ultrasonics isporučuje moćne beskontaktne sonikatore za pripremu uzoraka i kliničku analizu. Ploča s više jažica, sonikator UIP400MTP, VialTweeter, CupHorn i GDmini2 protočni sonikator obrađuju uzorke bez dodirivanja.
Često postavljana pitanja
Što je uređaj za sonikaciju?
Uređaj za sonikaciju dio je ultrazvučne opreme koja koristi visokofrekventne zvučne valove za generiranje intenzivnih mehaničkih sila u tekućinama i kašama, olakšavajući procese poput homogenizacije, lize stanica i disperzije čestica. Uređaj se obično sastoji od dvije glavne komponente:
- Ultrazvučni generator: Ova jedinica pretvara električnu energiju u visokofrekventnu izmjeničnu struju, koja pokreće ultrazvučni oscilator.
- Ultrazvučni oscilator (sonda/truba): Oscilator prima ovu energiju, vibrirajući na ultrazvučnim frekvencijama. Kada je uronjen u tekućinu, proizvodi kavitacijske mjehuriće koji se brzo šire i skupljaju, oslobađajući energiju i generirajući sile smicanja koje pokreću željene mehaničke učinke u uzorku.
Ova postavka se naširoko koristi za laboratorijske i industrijske primjene gdje je potrebno kontrolirano, intenzivno miješanje ili obrada čestica.
Za što se koristi Sonicator?
Uređaji za ultrazvuk moćni su laboratorijski homogenizatori koji ispunjavaju nekoliko zadataka pripreme uzoraka u laboratorijima, istraživačkim i kliničkim ustanovama.
- Stanična liza i poremećaj za ekstrakciju staničnih komponenti poput DNK, RNK i proteina
- Homogenizacija uzoraka za stvaranje jednolikih smjesa i suspenzija
- Smanjenje veličine čestica za poboljšanje topljivosti, reaktivnosti i stabilnosti disperzija
- Emulgiranje za proizvodnju stabilnih smjesa tekućina koje se ne miješaju, kao što su ulje i voda
- Otplinjavanje i uklanjanje pjene za uklanjanje otopljenih plinova i sprječavanje mjehurića zraka u tekućinama
- Raspršivanje i deaglomeriranje nanočestica i drugih finih čestica za konzistentne suspenzije
- Poboljšanje kemijskih reakcija (sonokemija) poboljšanjem miješanja reaktanata i distribucije energije
- Ekstrakcija spojeva iz botaničkog materijala, kao što su eterična ulja i fitokemikalije
Literatura / Reference
- 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.
- Giricz Z., Varga Z.V., Koncsos G., Nagy C.T., Görbe A., Mentzer R.M. Jr, Gottlieb R.A., Ferdinandy P. (2017): Autophagosome formation is required for cardioprotection by chloramphenicol. Life Science Oct 2017. 11-16.
- Han N.S., Basri M., Abd Rahman M.B. Abd Rahman R.N., Salleh A.B., Ismail Z. (2012): Preparation of emulsions by rotor-stator homogenizer and ultrasonic cavitation for the cosmeceutical industry. Journal of Cosmetic Science Sep-Oct; 63(5), 2012. 333-44.
- S. Mohamadi Saani, J. Abdolalizadeh, S. Zeinali Heris (2019): Ultrasonic/sonochemical synthesis and evaluation of nanostructured oil in water emulsions for topical delivery of protein drugs. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 55, 2019. 86-95.
- Harshita Krishnatreyya, Sanjay Dey, Paulami Pal, Pranab Jyoti Das, Vipin Kumar Sharma, Bhaskar Mazumder (2019): Piroxicam Loaded Solid Lipid Nanoparticles (SLNs): Potential for Topical Delivery. Indian Journal of Pharmaceutical Education and Research Vol 53, Issue 2, 2019. 82-92.
- 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.