超音波ホモジナイザーで実験室の作業を自在にこなす

超音波処理装置は、均質化と混合、抽出、分散、乳化、溶解、細胞破砕、DNA断片化、ソノケミカル反応など、幅広い用途に用いられる不可欠な実験室機器です。通常、日常の実験室作業におけるこうした一般的な作業には、プローブ型超音波処理装置が使用されます。交差汚染やサンプル損失が制約となる実験室サンプルには、Hielscherの非接触型超音波処理装置が超音波サンプル調製の第一選択となります。

プローブ型超音波処理装置と非接触型超音波処理装置

プローブ型超音波処理装置は、ソノトロードまたはプローブの先端に集中させた強力な超音波を媒体に照射します。開放容器または密閉容器を使用することで、液体媒体を簡単かつ確実に超音波処理できます。ソノトロードをフローセルに取り付けることで、流れる液体を連続的に超音波処理できます。このようなフロースルー構成は、より大量の液体や粘性の高い液体およびペーストを超音波処理するための高度な方法です。
VialTweeter、マルチウェルプレート超音波処理装置UIP400MTP、CupHorn、GDmini2フローリアクターなどの非接触型超音波処理装置を使用すれば、サンプルに触れない非接触条件で処理でき、交差汚染とサンプル損失を回避できます。Hielscherの非接触型超音波処理装置の別の利点は、サンプル調製における高いサンプル処理能力です。

 

 
超音波処理とは、超音波プローブを介して強力な超音波を照射し、サンプル中の粒子を攪拌して操作することです。超音波処理装置は、学術研究、分析・法科学研究室、臨床施設、生産現場で広く使用されています。これらの場所では、液体–液体または液体–固体の懸濁液の均質化と混合、生理活性物質や細胞内化合物の抽出、細胞・細菌・組織の破砕、粉末の溶解、バイオフィルムの剥離、化学反応の開始に超音波処理が用いられています。

 

この解説動画では、実験室、分析、研究における細胞溶解、細胞破砕、タンパク質単離、DNA・RNAの断片化などの試料調製に、どの種類の超音波処理装置が最適かを説明します。用途、試料量、試料数、処理能力に合った種類の超音波処理装置をお選びください。Hielscher Ultrasonicsには、お客様に最適な超音波ホモジナイザーがあります。

 

超音波処理装置の応用分野は非常に幅広いため、特定の作業に応じた名称で呼ばれることがよくあります。そのため、超音波処理装置には次のようなさまざまな呼び名があります。

• 超音波ホモジナイザー：
  超音波ホモジナイザーは、二つ以上の相を混合して均一な懸濁液にするために使用されます。高圧ホモジナイザー、ブレードミキサー、マイクロフルイダイザーに代わる強力な装置として、プローブ型超音波処理装置は、ナノ分散液やナノエマルションを生成する卓越した能力を発揮します。
• 超音波分散装置：
  超音波分散装置は、高周波の音波を使用して粒子をより小さくし、液体中に均一に分散させます。このプロセスは、インク中の顔料やスラリー中の粒子の分散など、液体中に固体粒子の安定した懸濁液を形成する際に特に有用です。
• 超音波乳化装置：
  超音波乳化装置は、超音波を利用して、油と水などの互いに混ざり合わない二種類の液体を混合し、微細なエマルションを生成します。高強度の音波によって生じたキャビテーション気泡が内破し、強いせん断力が発生します。この力が液滴を細分化してナノサイズのエマルションを形成し、安定かつ均一にします。
• 超音波細胞破砕装置：
  超音波細胞破砕装置や超音波溶解装置とも呼ばれるこれらの装置は、超音波エネルギーを使用して細胞膜を破り、細胞内の内容物を放出させます。このプロセスは、生物学および生化学の用途において、タンパク質、DNA、その他の細胞成分を抽出するために不可欠です。
• 超音波抽出装置：
  超音波抽出装置は、超音波を照射して植物材料を破砕し、精油、フラボノイド、その他の植物化学物質などの生理活性化合物の抽出を促進します。キャビテーション効果によって溶媒の浸透と物質移動が改善され、より効率的な抽出が可能になります。
• 超音波溶解装置：
  超音波溶解装置は、超音波エネルギーを利用して固体を液体中に迅速かつ効率的に溶解させます。これは、医薬品や化学製剤など、溶質を均一かつ迅速に分散させる必要がある溶液や懸濁液の調製に有用です。
• 超音波混合装置：
  超音波混合装置は、高強度の超音波を用いて液体やスラリーを混合し、均一な組成を確保します。この混合プロセスは幅広い粘度に対応でき、セメントペーストや固形分含有量の高いマスターバッチなど、従来の方法では混合が難しい製品の均質化に特に効果的です。
• 超音波攪拌装置：
  超音波攪拌装置は、超音波エネルギーを使用して液体を攪拌し、均一な混合を促進するとともに沈降を防ぎます。この方法は、さまざまな産業において、溶液、懸濁液、分散液の均一性を長期にわたって維持するのに有用です。

マルチウェルプレートとペトリ皿の超音波処理

マルチウェルプレートとペトリ皿は、実験室で一般的に使用される容器です。マイクロプレートやマイクロウェルプレートとも呼ばれるマルチウェルプレートは、小型試験管として使用する複数の「ウェル」を備えた平らなプレートです。通常は6、12、24、48、96、384、1536ウェルなど、さまざまな構成があり、高いサンプル処理能力でのスクリーニングと試験が可能です。
一方、ペトリ皿は、通常ガラスまたはプラスチック製の、浅い円筒形の蓋付き容器です。微生物を培養するための平らな表面を提供します。
これら両方のサンプル容器は、その特有の設計により、処理工程として超音波処理を適用する際に課題が生じます。Hielscherは、あらゆる標準的なマルチウェルプレート、マイクロプレート、ペトリ皿に対応できる強力なプレート超音波処理装置UIP400MTPを提供しています。
96ウェルプレートとペトリ皿でのサンプル調製に適した強力な超音波処理装置UIP400MTPについて、詳しくはこちらをご覧ください！
 

この動画では、ペトリ皿（寒天プレート）内の試料を超音波処理する強力な装置、Hielscher UIP400MTPをご紹介します。後続の分析に向けた細胞破砕、研究用のタンパク質抽出、さまざまな試料の均質化に使用できます。UIP400MTPは超音波洗浄槽よりもはるかに強力で、ペトリ皿全体を均一に超音波処理します。振幅、出力、パルス動作を精密に制御できます。内蔵タイマーと温度プローブにより、一貫した結果が得られます。UIP400MTPプレート超音波処理装置は、水浴で試料を冷却します（外部冷却装置はオプション）。超音波処理中の観察が可能な、耐久性の高いアクリル製筐体を備えています。このHielscherの超音波処理装置はISO認証を取得しており、UL、RoHs、CEに適合しています。ハイスループットのワークフローに対応する24/7連続運転が可能です。

 
以下の表は、一般的な実験室用途向けの当社のプローブ型および非接触型超音波処理装置の概要を示しています。