超音波破砕装置

細胞破砕は、バイオテクノロジーや、細胞および細胞内物質の処理を伴う多くの用途で一般的に行われる作業です。超音波細胞破砕装置は、植物細胞、哺乳類の組織、微生物、真菌、酵母などの細胞壁や細胞膜の破壊において、効率性と信頼性に優れています。Hielscherは、コンパクトな研究室用装置から卓上型、産業規模の細胞破砕装置まで、高性能な超音波破砕装置を提供しています。

超音波による細胞破砕

植物細胞、哺乳類細胞、微生物細胞からなる細胞懸濁液には、細胞壁や細胞膜を破壊し、細胞内物質を後続の処理や分析に利用できるようにする、効率的で信頼性の高い技術が必要です。超音波細胞破砕装置は、細胞（例：野菜、葉、茎）、組織（例：哺乳類細胞、筋肉、肝臓、心臓）、微生物（例：細菌、カビ、放線菌、微細藻類および大型藻類、酵母）を効率よく破壊する機械式破砕装置です。超音波破砕は、純粋に機械的な細胞破砕方法であり、このため超音波処理は細胞の溶解において非常に効率的で信頼性の高い手法となります。そのため、超音波細胞破砕装置は、超音波セルクラッシャー、細胞磨砕装置、細胞粉砕装置、細胞溶解装置とも呼ばれることがよくあります。

機械式破砕装置の仕組み

研究室用超音波破砕装置は、産業用破砕装置と同じ機械的原理を利用しています。破砕装置の混合システムは、細胞を破砕し、固形物を可溶化し、または液体混合物中に固体粒子を分散させます。超音波破砕では、バッチタンクまたはインラインのフローセルリアクターに高強度の超音波プローブを組み込みます。超音波破砕装置のプローブは、液体中で非常に高い周波数で振動し、液体中に強力な超音波キャビテーションを発生させます。キャビテーション気泡が崩壊するたびに強力なせん断力が生じ、細胞、繊維、凝集体、さらには固体粒子まで破壊します。また、超音波キャビテーションは、最大1000km/hの高速キャビテーション流を発生させます。キャビテーションによる液体ジェットは、粒子凝集体に衝突し、細胞壁を破壊し、スラリー内の物質移動を改善し、液体全体に固体を分散させます。超音波キャビテーション場では、圧力が真空と最大1000barの間で、急速かつ繰り返し交互に変化します。4枚の混合羽根を持つ回転式ミキサーで、同じ周波数の交互圧力サイクルを実現するには、驚異的な300,000 RPMで運転する必要があります。従来の回転式ミキサーやローター・ステーターミキサーは、速度に制限があるため、有意な量のキャビテーションを発生させません。

細胞破砕装置

超音波破砕装置は、一般に細胞破砕装置または細胞破壊装置として知られています。超音波キャビテーションは、植物材料や組織をより小さな断片に破砕する効果的な手段です。超音波キャビテーションは、繊維のフィブリル化や植物エキスの抽出にも効果的な手段です。生鮮または乾燥した細胞材料の細胞壁への超音波処理は、非常に高い選択性を持たせることができ、溶媒の選択は破砕に関わる重要な要因です。超音波破砕装置は、ほぼあらゆる溶媒に対応しています。急速に交互に変化する液体の圧力は、高圧サイクル中には液体を細胞膜を通して押し込み、低圧（真空）サイクル中には細胞から液体を引き出します。これは毎秒20,000回を超えて起こります。超音波キャビテーションによる応力が繰り返し加わることで細胞構造が弱まり、最終的に細胞が破裂してより小さな断片となり、迅速かつ効果的な細胞破砕が実現します。この有効性により、超音波処理は破砕を強化する技術となっています。

研究室用破砕装置

プローブ型超音波装置は、あらゆる研究室で非常に有用なツールです。超音波プローブは、単純な形状で洗浄しやすいチタン製の棒であり、超音波振動を液体に結合させます。Hielscherは、幅広いサイズの超音波プローブとチップを製造しています。研究室で行われる最も一般的な固体の破砕には、先端直径が3、7、14、または22mmの超音波プローブが非常に有用です。その他のサイズのプローブや、特注サイズの超音波プローブも利用できます。研究室での破砕に用いられる一般的な超音波装置の超音波出力は、100–400ワットです。

産業用破砕装置

Hielscherの産業用破砕装置は、高負荷での連続破砕用に設計された高出力超音波装置です。産業用超音波プローブにはフランジが付属し、鋼製タンク、ガラス容器、プラスチック容器に任意の向きで取り付けられます。一般的な産業用超音波破砕装置の超音波出力は、プローブあたり1000–16,000ワットです。

高性能超音波細胞破砕装置の購入方法

Hielscher Ultrasonicsは、高性能超音波細胞破砕装置の製造に長年の経験を持つメーカーです。市場をリードするHielscherは、研究室用や卓上型から本格的な産業規模までの超音波ホモジナイザーを設計、製造、販売しています。

お客様の用途とニーズに最も適した超音波破砕装置を見つけるため、以下の質問への回答をお手伝いします。

• 対象となる用途は何ですか？
• 通常、処理する必要がある容量はどの程度ですか？
• プロセスの重要な要因は何ですか？
• 達成しなければならない品質基準は何ですか？

十分な訓練を受けた経験豊富なスタッフが、あらゆるご質問への対応とプロセスの構想をお手伝いします。Hielscher Ultrasonicsは、お客様が最適な超音波装置を見つけられるよう、超音波プロセスに関する詳細なコンサルティングを提供しています。Hielscherのサービスはそれだけではありません。お客様の施設、または当社の超音波プロセス研究室および技術センターでお客様にトレーニングを提供し、プロセスの開発、最適化、スケールアップを支援します。
Hielscher Ultrasonicsの産業用超音波プロセッサーは、硬い細胞壁の破壊に必要な非常に高い振幅を容易に実現します。Hielscherの産業用破砕装置は、最大200µmの振幅で24/7の連続運転が可能です。さらに高い振幅には、特注の超音波ソノトロードを利用できます。ブースターホーン、フローセル、超音波処理リアクター、循環システム一式などの追加アクセサリーも容易に入手でき、お客様のプロセス要件に合わせて超音波システムを構成できます。

インテリジェントな細胞破砕装置

Hielscher Ultrasonicsは、最高の使いやすさと最先端の技術的進歩を備えた高性能細胞破砕装置に重点を置いています。これは、Hielscherの研究室用破砕装置の水準が、産業用機械のインテリジェントな機能にますます近づいていることを意味します。ユーザーは、ブラウザーによる遠隔操作でHielscherのデジタル超音波装置を制御できます。自動データ記録ソフトウェアは、正味出力、総出力、振幅、温度、圧力、時刻、日付など、すべての重要な超音波パラメーターを、内蔵SDカードにCSVファイルとして書き込みます。さらに、超音波破砕装置は、所定の時間またはエネルギー投入量に達した後の自動停止や、パルス超音波処理モードを実行するようにプログラムできます。接続式の温度センサーと圧力センサーにより、サンプルの状態を注意深く追跡できます。生物学的サンプルの温度制御は、プロセス結果の品質を左右する重要な要因となることが多いため、Hielscherは、プロセス温度を目標温度範囲内に維持するためのさまざまなソリューションを提供しています。
Hielscherの超音波装置の高度な機能は、最高水準のプロセス制御、信頼性と再現性のある超音波処理結果、使いやすさ、快適な作業を保証します。

品質 – ドイツ製

家族所有・家族経営の企業であるHielscherは、超音波プロセッサーの高品質を誇りとしています。すべての超音波装置は、ドイツのベルリン近郊のテルトウにある当社本社で設計、製造、試験されています。Hielscherの超音波装置は堅牢であり、高負荷条件や厳しい環境下での24/7運転が可能です。

Hielscherの超音波破砕装置は、さまざまなサイズで購入できます。医学研究用の小型クライオバイアル内での細胞破砕から、スラリーの連続フロー破砕まで、Hielscher Ultrasonicsは、お客様に適したサイズの破砕装置を提供しています！ぜひお問い合わせください – 最も適した超音波装置をご提案いたします！
下の表は、当社の超音波装置のおおよその処理能力の目安を示しています。