Laboratóriumi feladatok elsajátítása ultrahangos homogenizátorral
Az ultrahangos készülékek alapvető laboratóriumi eszközök, amelyeket széles körben alkalmaznak, mint például homogenizálás és keverés, extrakció, diszpergálás, emulgeálás, oldódás, sejtzavar, DNS-fragmentáció és szonokémiai reakciók. Jellemzően szonda típusú szondákat használnak ezeknek a közös feladatoknak a teljesítésére a napi laboratóriumi munkában. A laboratóriumi minták esetében, ahol a keresztszennyeződés vagy a mintaveszteség korlátozó tényezők, a Hielscher érintésmentes szonikátorok az ultrahangos minta előkészítésének megoldása.
Szonda típusú szonikátorok és érintésmentes szonikátorok
A szonda típusú szonikátor intenzív ultrahanghullámokat alkalmaz – a sonotrode vagy a szonda csúcsára összpontosítva – a közegbe. Nyitott vagy zárt edény használata lehetővé teszi a folyékony közegek egyszerű, de megbízható ultrahangos kezelését. A sonotrode áramlási cellába szerelése lehetővé teszi a folyadékáram folyamatos szonikálását. Az ilyen átfolyó beállítás kifinomult módja a nagyobb mennyiségek vagy viszkózus folyadékok és paszták ultrahangos feldolgozásának.
Érintésmentes szonikátorok, például VialTweeter, a Multi-well Plate Sonicator UIP400MTP, a CupHorn és a GDmini2 áramlási reaktor használatával a minták érintés nélküli / érintésmentes körülmények között dolgozhatók fel – a keresztszennyeződés és a mintavesztés elkerülése. A Hielscher érintésmentes szonikátorok másik előnye a minta előkészítésének nagy átviteli kapacitása.
Az ultrahangos kezelés az ultrahangos ultrahang ultrahangos szondán keresztül történő alkalmazása a mintában lévő részecskék keverésére és manipulálására. Az ultrahangos készülékeket széles körben használják tudományos kutatásokban, analitikai és igazságügyi laboratóriumokban, klinikai létesítményekben és termelési helyeken, ahol szonikálást használnak folyékony-folyadék vagy folyadék-szilárd szuszpenziók homogenizálására és keverésére, bioaktív anyagok és sejtvegyületek kivonására, sejtek, baktériumok és szövetek szétesésére, porok feloldására, biofilmek kiszorítására vagy kémiai reakciók kezdeményezésére.
Mivel az ultrahangos készülékek alkalmazási területe olyan széles, az ultrahangos készülékeket gyakran sajátos feladatukkal kapcsolatban nevezik. Ezért találhat ultrahangos készülékeket különböző feltételek mellett, például:
- Ultrahangos homogenizátor:
Az ultrahangos homogenizátorokat két vagy több fázis keverésére és keverésére használják egységes szuszpenzióba. A nagynyomású homogenizátorok, pengekeverők és mikrofluidizátorok erőteljes alternatívájaként a szonda típusú szonda típusú szondák ragyognak kivételes képességükkel, hogy nano-diszperziókat és nano-emulziókat állítsanak elő. - Ultrahangos diszpergáló:
Az ultrahangos diszpergálószerek nagyfrekvenciás hanghullámokat használnak, hogy a részecskéket kisebb méretűre bontják, és egyenletesen elosztják őket egy folyadékban. Ez az eljárás különösen hasznos szilárd részecskék stabil szuszpenzióinak létrehozásához folyadékokban, például pigmentek diszpergálásához tintákban vagy részecskék szuszpenzióiban történő eltávolításához. - Ultrahangos emulgeálószer:
Az ultrahangos emulgeálószerek ultrahangos hullámokat használnak finom emulziók létrehozására két nem elegyedő folyadék, például olaj és víz keverésével. A nagy intenzitású hanghullámok kavitációs buborékokat generálnak, amelyek összeomlanak, intenzív nyíróerőket hoznak létre, amelyek a cseppeket nanoméretű emulziókra bontják, stabillá és egyenletessé téve őket. - Ultrahangos cellás törő:
Ultrahangos sejtzavarok vagy lizátorok néven is ismertek, ezek az eszközök ultrahangos energiát használnak a nyitott sejtmembránok megszakítására és az intracelluláris tartalom felszabadítására. Ez a folyamat elengedhetetlen a fehérjék, DNS és más sejtkomponensek kivonására szolgáló biológiai és biokémiai alkalmazásokban. - Ultrahangos elszívó:
Az ultrahangos extrahálók ultrahangos hullámokat alkalmaznak a növényi anyagok megzavarására, fokozva a bioaktív vegyületek, például illóolajok, flavonoidok vagy más fitokemikáliák kivonását. A kavitációs hatás javítja az oldószer behatolását és a tömegátadást, ami hatékonyabb extrakciót eredményez. - Ultrahangos oldó:
Az ultrahangos oldók ultrahangos energiát használnak a folyadékokban lévő szilárd anyagok gyors és hatékony feloldására. Ez olyan oldatok vagy szuszpenziók készítéséhez hasznos, ahol az oldott anyagot egyenletesen és gyorsan kell diszpergálni, például gyógyszerekben vagy kémiai készítményekben. - Ultrahangos keverő:
Az ultrahangos keverők nagy intenzitású ultrahanghullámokat alkalmaznak folyadékok és szuszpenziók keverésére, biztosítva az egyenletes összetételt. Ez a keverési folyamat a viszkozitások széles skáláját képes kezelni, és különösen hatékony olyan termékek homogenizálásában, amelyeket nehéz összekeverni a hagyományos módszerekkel, például cementpasztákkal vagy nagy szilárd terhelésű mesterkeverékekkel. - Ultrahangos keverő:
Az ultrahangos keverők ultrahangos energiát használnak folyadékok keverésére vagy keverésére, elősegítve az egyenletes keverést és megakadályozva az üledékképződést. Ez a módszer számos iparágban előnyös az oldatok, szuszpenziók vagy diszperziók konzisztenciájának fenntartásához az idő múlásával.
A többlyukú lemezek és Petri-csészék szonikálása
A többlyukú lemezek és a Petri-csészék gyakori laboratóriumi edények, amelyek nagymértékben különböznek egymástól. A többlyukú lemezek, más néven mikrolemezek vagy mikrolyuklemezek, lapos lemezek, amelyek többszörösek “Wells” kis kémcsövekként használják. Különböző konfigurációkban kaphatók, jellemzően 6, 12, 24, 48, 96, 384 vagy 1536 kúttal, lehetővé téve a nagy áteresztőképességű szűrést és tesztelést.
A Petri-csészék viszont sekély, hengeres, fedelű edények, amelyek jellemzően üvegből vagy műanyagból készülnek. Sík felületet biztosítanak a mikroorganizmusok tenyésztéséhez.
Mindkét mintaedény sajátos kialakítása kihívásokkal jár, amikor az ultrahangos kezelést feldolgozási lépésként kell alkalmazni. A UIP400MTP lemezes szonikátorral a Hielscher erőteljes szonikátort kínál, amely képes kezelni bármilyen szabványos multiwell lemezt, mikrolemezt és Petri-csészét.
Tudjon meg többet a UIP400MTP, mint erőteljes szonikátor a minta előkészítéséhez 96 lyukú tányérokban és Petri-csészékben!
Ez a Hielscher szonikátor ISO tanúsítvánnyal, UL, RoHs és CE kompatibilis. 24/7 működési képességgel rendelkezik a nagy áteresztőképességű munkafolyamatokhoz.
Az alábbi táblázat áttekintést nyújt szonda típusú és érintés nélküli ultrahangos készülékeinkről a közös laboratóriumi alkalmazásokhoz:
| Ajánlott eszközök | Kötegelt mennyiség | Áramlási sebesség |
|---|---|---|
| UIP400MTP 96 lyukú lemezes szonikátor | Több lyukú / mikrotiter lemezek | n.a. |
| Ultrahangos CupHorn | CupHorn injekciós üvegekhez vagy főzőpohárhoz | n.a. |
| GDmini2 | ultrahangos mikro-flow reaktor | n.a. |
| VialMagassugárzó | 0.5-től 1,5 ml-ig | n.a. |
| UP100H | 1–500 ml | 10–200 ml/perc |
| UP200Ht, UP200St | 10–1000 ml | 20–200 ml/perc |
| UP400ST | 10 és 2000 ml között | 20–400 ml/perc |
| UIP500hdt | 100–5000 ml | 0.1-től 4 l/percig |
| Ultrahangos szitarázó | n.a. | n.a. |
Kapcsolat! / Kérdezzen tőlünk!
Gyakran Ismételt Kérdések
Hogyan kell használni a laboratóriumi sonicator?
A laboratóriumi szonikátor olyan eszköz, amelyet ultrahangos energia alkalmazására használnak a mintában lévő részecskék keverésére, gyakran homogenizálás, emulgeálás, nanorészecskék diszpergálása vagy sejtek megzavarása céljából. A laboratóriumi szonikátor használatához először elő kell készítenie a mintát egy megfelelő tartályban. Ha szonda típusú ultrahangos készüléket használ, merítse a szondát a mintába, ügyelve arra, hogy ne érintse meg a tartály oldalát vagy alját. Állítsa be az ultrahangos készülék beállításait, például az amplitúdót, az impulzusszámot és az időtartamot az alkalmazás sajátos követelményeinek megfelelően. Érintés nélküli szonikátor esetén helyezze a mintatartályt a tartóba az utasítás szerint, hogy az ultrahanghullámokat optimális módon továbbítsák. Kapcsolja be az ultrahangos készüléket és figyelje a folyamatot, szükség szerint állítsa be a paramétereket a kívánt hatás eléréséhez. Mindig viseljen megfelelő védőfelszerelést, például fülvédőt.
Milyen alkalmazásai vannak az ultrahangos készülékeknek a laboratóriumokban?
Az ultrahangos kezelés számos alkalmazással rendelkezik laboratóriumokban különböző területeken. Általában sejtzavarokhoz és lízishez használják, lehetővé téve az intracelluláris komponensek, például DNS, RNS és fehérjék kivonását. Emulziók és diszperziók előállítására is használják, fokozva a nem elegyedő folyadékok keverését vagy a nanorészecskék eloszlását egy közegben. Az ultrahangos készülékek értékesek a nanorészecske-szintézisben, segítve a részecskeméret csökkentését és az agglomeráció megelőzését. Ezenkívül szonikálást alkalmaznak folyadékok gáztalanítására, eltávolítva az oldott gázokat, amelyek zavarhatják bizonyos analitikai technikákat.
Mi a különbség a szonda típusú szonda és az ultrahangos fürdő között?
Az elsődleges különbség a szonda típusú szonda és az ultrahangos fürdő között a tervezésben és az alkalmazásban rejlik. A szonda típusú szonda egy titán szondát használ, amely közvetlenül érintkezik a mintával, intenzív ultrahangos energiát szállítva egy lokalizált területre. Ez a közvetlen alkalmazás ideális kis és nagy mennyiségekhez, és pontos ellenőrzést biztosít az ultrahangos folyamat felett. Ezzel szemben az ultrahangos fürdő ultrahangos hullámokat továbbít egy folyékony közegen keresztül, amelybe a mintatartályt helyezik. Ez a közvetett szonikáció gyenge és nem egyenletes, ezért általában tisztításra vagy gáztalanításra használják.
Közvetett szonikálás intenzív és egyenletes körülmények között érhető el érintkezés nélküli szonikátorokkal, mint például a VialTweeter, a Multi-well Plate Sonicator UIP400MTP vagy a GDmini2 áramlási reaktor. Ezek a nagy teljesítményű, nagy áteresztőképességű szonikátorok lehetővé teszik a minták pontosan szabályozott szonikálását, így alkalmasak kutatásra és diagnosztikára.
Melyek az ultrahangos alkalmazások a HPLC-ben?
A nagy teljesítményű folyadékkromatográfiában (HPLC), az ultrahangos kezelés lehetővé teszi a nanorészecskék, például szilícium-dioxid vagy cirkónium mikrogömbök módosítását és funkcionalizálását. Az ultrahangos kezelés rendkívül hatékony módszer a maghéj szilícium-dioxid részecskék szintetizálására, amelyek különösen hasznosak a HPLC oszlopok számára.
Ezenkívül szonikációt alkalmaznak a minta előkészítéséhez. Biztosítja az analitek és reagensek alapos keverését és feloldását, ami elengedhetetlen a pontos és reprodukálható kromatográfiás eredményekhez. A szonikálás segít az oldószerek gáztalanításában, az oldott gázok eltávolításában, amelyek buborékokat képezhetnek és zavarhatják a HPLC rendszerek áramlását és észlelését. Ezenkívül szonikálást alkalmaznak a HPLC komponensek, például oszlopok és injektor alkatrészek tisztítására, biztosítva, hogy minden szennyeződést vagy maradékot hatékonyan eltávolítsanak.
Hogyan használják a szonikátort a biotechnológiában és az élettudományban?
A biotechnológiában és az élettudományokban az ultrahangos készülékek nélkülözhetetlen eszköz a különböző alkalmazásokhoz. Széles körben használják sejtlízisre és intracelluláris anyagok extrakciójára, ami elengedhetetlen a nukleinsavakkal és fehérjékkel kapcsolatos molekuláris biológiai vizsgálatokhoz. A szonikálást a DNS, az RNS és a kromatin fragmentációjában alkalmazzák szekvenáláshoz és más genetikai elemzésekhez, lehetővé téve a genetikai anyag finomabb léptékű tanulmányozását. Ezenkívül az ultrahangos készülékeket liposzómák és más nanorészecske-alapú gyógyszerszállító rendszerek előállítására használják, növelve a terápiás szerek hatékonyságát és célzását.
Irodalom / Hivatkozások
- 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 gyárt nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorok labor hoz ipari méret.