超音波崩壊機
細胞崩壊は、バイオテクノロジーや、細胞や細胞内物質を処理する多くのアプリケーションにおいて、一般的な作業である。超音波細胞破砕機は、植物細胞、哺乳類組織、微生物、真菌、酵母などの細胞壁や膜を破砕する際に、効率的で信頼性の高い装置です。Hielscher社は、コンパクトな実験室サイズの装置から、卓上型や工業規模の細胞破砕機まで、高性能な超音波破砕機を提供しています。
超音波による細胞崩壊
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、細胞内物質をその後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。超音波細胞崩壊装置は、細胞(野菜、葉、茎など)、組織(哺乳類細胞、筋肉、肝臓、心臓など)、微生物(細菌、カビ、放線菌、微細藻類、大藻類、酵母など)を効率的に破砕する機械的な崩壊装置である。超音波破砕は純粋に機械的な細胞破砕法であり、細胞の溶解に関しては超音波破砕が非常に効率的で信頼性が高い。そのため、超音波細胞破砕機は、しばしば超音波細胞破砕機、細胞粉砕機、細胞粉砕機、細胞溶解装置とも呼ばれる。
メカニカル・ディスインテグレーターの仕組み
超音波ラボ用ディスインテグレーターは、工業用ディスインテグレーターと同じ機械原理を使用しています。ディスインテグレーター・ミキシングシステムは、細胞を崩壊させ、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。超音波分解は、バッチタンクまたはインラインフローセルリアクターに高強度超音波プローブを組み込みます。超音波分解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。キャビテーションの気泡が崩壊するたびに強力なせん断力が発生し、細胞、繊維、凝集体、さらには固体粒子を破砕します。また、超音波キャビテーションは、最高時速1000kmの高速キャビテーション流を発生させる。キャビテーション液噴流は粒子凝集体に衝突し、細胞壁を破裂させ、スラリー内の物質移動を改善し、液量全体に固形物を分散させます。超音波キャビテーション分野では、圧力は真空から最大1000barの間で素早く繰り返し交互に変化する。4枚のミキサーブレードを持つロータリーミキサーが、同じ周波数の交互圧力サイクルを達成するためには、驚異的な300,000 RPMで運転する必要がある。従来のロータリー・ミキサーやローター・ステーター・ミキサーでは、回転数に限界があるため、キャビテーションの発生量はそれほど多くありません。
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細胞崩壊装置
超音波破砕機は、一般に細胞破砕機または細胞破砕機として知られている。超音波キャビテーションは、植物材料または組織をより小さな断片に分解するための効果的な手段である。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有効な手段である。新鮮または乾燥した細胞材料の細胞壁を超音波処理することは、非常に選択的であり、溶媒の選択は崩壊の関連要因である。超音波破砕機は、ほとんどの溶媒に適合する。急速に交互に変化する液圧により、高圧サイクルでは細胞膜を通して液体が押し出され、低圧(真空)サイクルでは細胞から液体が引き出される。これは1秒間に20,000回以上起こります。繰り返される超音波キャビテーションストレスが細胞構造を弱め、最終的に細胞を破裂させてより小さな断片にするため、迅速かつ効果的な細胞崩壊が実現する。その効果により、超音波処理は細胞崩壊を促進する技術となっている。
ラボ用粉砕機
プローブタイプの超音波装置は、どの研究室でも非常に便利なツールです。超音波プローブは、超音波振動を液体にカップリングさせる、シンプルな形状で洗浄が簡単なチタン製のロッドです。Hielscher社は、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。研究室で最も一般的な固体の分解には、先端直径3、7、14、22mmの超音波プローブが非常に便利です。その他のプローブサイズやカスタムサイズの超音波プローブもご利用いただけます。一般的なラボ用超音波分解装置は、超音波出力100~400ワットです。
工業用粉砕機
Hielscher社の工業用超音波分解機は、高出力の超音波装置で、ヘビーデューティーな連続分解用に設計されています。工業用超音波プローブにはフランジが付属しており、スチールタンク、ガラス容器、プラスチック容器に任意の向きで取り付けることができます。一般的な工業用超音波分解装置は、プローブ1個あたりの超音波出力が1000~16000ワットです。
- 生物学 / 微生物学
- プロテオミクス
- ゲノミクス
- 分析前のサンプル前処理
- 医学研究
- バイオテクノロジー
- トランスフェクション/細胞の遺伝子形質転換
- 食品加工(風味抽出、栄養抽出、食感改良など)
- バイオマス消化
- 廃水処理(汚泥)
高性能超音波細胞破砕機の購入方法
Hielscher Ultrasonics社は、長年にわたり高性能超音波細胞破砕機の製造に携わってきました。市場のリーダーとして、Hielscherはラボやベンチトップからフルインダストリースケールまで、超音波ホモジナイザーの設計、製造、販売を行っています。
お客様の用途やニーズに最適な超音波崩壊機を見つけるために、以下の質問にお答えします:
- ターゲットとするアプリケーションは何ですか?
- 典型的な処理量はどのくらいですか?
- そのプロセスにおける重要な要素とは?
- 達成しなければならない品質基準は何か?
よく訓練された経験豊富なスタッフが、お客様のご質問やプロセスの構想のお手伝いをいたします。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。 しかし、Hielscherのサービスはここで終わりません。私たちは、お客様の施設、または私たちの超音波プロセスラボとテクニカルセンターでトレーニングを行い、プロセス開発、最適化、スケールアップの際にお客様をサポートします。
Hielscher Ultrasonics’ 産業用超音波処理装置は、硬い細胞壁を破壊するために必要な非常に高い振幅を簡単に提供します。Hielscherの工業用超音波破砕機は、最大200µmの振幅で24時間連続運転が可能です。さらに高い振幅を得るためには、カスタマイズされた超音波ソノトロードが利用可能です。ブースターホーン、フローセル、ソニケーションリアクター、再循環セットアップ一式などのアクセサリーもご用意しており、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することができます。
インテリジェント細胞崩壊装置
Hielscher Ultrasonicsは、最高の使いやすさと最先端の技術進歩を備えた高性能細胞崩壊器に焦点を当てています。このことは、Hielscher社のラボ用細胞崩壊器の規格が、産業機械のインテリジェンスにますます適応していることを意味します。ユーザーはブラウザーのリモコンを介してHielscherのデジタル超音波装置を制御することができます。自動データ記録ソフトウェアは、内蔵のSDカードにネットパワー、トータルパワー、振幅、温度、圧力、時間、日付などのすべての重要な超音波パラメータをCSVファイルとして書き込みます。さらに、超音波破砕機は、決められた時間またはエネルギー入力後に自動シャットオフ、またはパルス超音波モードにプログラムすることができます。プラグイン可能な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することができます。生物学的サンプルの温度管理は、プロセス結果の品質にとって重要な要素であることが多いため、Hielscher社はプロセス温度を目標温度範囲に保つための様々なソリューションを提供しています。
Hielscher社製超音波発生装置の洗練された機能は、最高のプロセス制御、信頼性と再現性の高い超音波処理結果、使いやすさと快適な作業性を保証します。
品質 – ドイツ製
家族経営の企業として、Hielscher社は超音波プロセッサーの高い品質に誇りを持っています。すべての超音波処理装置は、ドイツ・ベルリン近郊のテルトウにある本社で設計、製造、テストされています。Hielscher社の超音波装置は堅牢であるため、過酷な環境下でも24時間365日の稼動が可能です。
Hielscher社の超音波分解機は、様々なサイズで購入することができます。医療研究用の小型クライオバイアル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機をご用意しています!お問い合わせ – お客様に最適な超音波洗浄機をご提案させていただきます!
下の表は、超音波処理装置の処理能力の目安です:
| バッチ量 | 流量 | 推奨デバイス |
|---|---|---|
| 1〜500mL | 10~200mL/分 | UP100H |
| 10〜2000mL | 20~400mL/分 | UP200Ht, UP400ST |
| 0.1~20L | 0.2~4L/分 | UIP2000hdT |
| 10~100L | 2~10L/分 | UIP4000hdT |
| n.a. | 10~100L/分 | uip16000 |
| n.a. | より大きい | クラスタ uip16000 |
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文献・参考文献
- Brandy Verhalen , Stefan Ernst, Michael Börsch, Stephan Wilkens (2012): Dynamic Ligand-induced Conformational Rearrangements in P-glycoprotein as Probed by Fluorescence Resonance Energy Transfer Spectroscopy. J Biol Chem. 2012 Jan 6;287(2): 1112-27.
- Claudia Lindemann, Nataliya Lupilova, Alexandra Müller, Bettina Warscheid, Helmut E. Meyer, Katja Kuhlmann, Martin Eisenacher, Lars I. Leichert (2013): Redox Proteomics Uncovers Peroxynitrite-Sensitive Proteins that Help Escherichia coli to Overcome Nitrosative Stress. J Biol Chem. 2013 Jul 5; 288(27): 19698–19714.
- Elahe Motevaseli, Mahdieh Shirzad, Seyed Mohammad Akrami, Azam-Sadat Mousavi, Akbar Mirsalehian, Mohammad Hossein Modarressi (2013): Normal and tumour cervical cells respond differently to vaginal lactobacilli, independent of pH and lactate. Microbiol. 2013 Jul; 62(Pt 7):1065-1072.
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