Laboraufgabe mat engem Ultraschallhomogenisator meeschteren
Sonikatore si wesentlech Laborinstrumenter, déi fir eng breet Palette vun Uwendunge benotzt ginn, wéi Homogeniséieren a Mëschen, Extraktioun, Dispergéieren, Emulgéieren, Opléisen, Zellopschloss, DNA-Fragmentéierung a sonochemesch Reaktiounen. Normalerweis gi Sondesonikatore benotzt, fir dës üblech Aufgaben am deegleche Laborbetrib ze erfëllen. Fir Laborprouwen, bei deene Kräizkontaminatioun oder Proufverloscht limitéierend Facteure sinn, sinn déi kontaktlos Sonikatore vun Hielscher déi bevorzugt Léisung fir d’Proufvirbereedung mat Ultraschall.
Sondesonikatoren a kontaktlos Sonikatoren
De Sondesonikator bréngt intensiv Ultraschallwellen – déi op d’Spëtzt vun der Sonotrod oder der Sond konzentréiert sinn – an de Medium an. D’Benotzung vun engem oppenen oder zouene Gefääss erméiglecht eng einfach, awer zouverlässeg Ultraschallbehandlung vu flëssege Medien. D’Montage vun der Sonotrod un enger Duerchflosszell erméiglecht déi kontinuéierlech Beschallung vun engem Flëssegkeetsstroum. Esou en Duerchflossopbau ass eng raffinéiert Méiglechkeet, méi grouss Volumen oder viskos Flëssegkeeten a Paste mat Ultraschall ze verschaffen.
Mat kontaktlose Sonikatore wéi dem VialTweeter, dem Sonikator fir Multiwell-Placken UIP400MTP, dem CupHorn an dem Duerchflossreakter GDmini2 kënne Prouwen ouni Beréierung / ouni Kontakt verschafft ginn – sou gi Kräizkontaminatioun a Proufverloscht verhënnert. E weidere Virdeel vun de kontaktlose Sonikatore vun Hielscher ass hir Kapazitéit fir en héije Proufduerchsaz bei der Proufvirbereedung.
Beschallung ass d’Awendung vu Leeschtungsultraschall iwwer eng Ultraschallsond, fir Partikelen an enger Prouf a Beweegung ze setzen an ze manipuléieren. Ultraschallgeräter gi breet an der akademescher Fuerschung, an analyteschen a forensesche Laboratoiren, a klineschen Ariichtungen an op Produktiounssitte benotzt, wou d’Beschallung agesat gëtt, fir Flëssegkeet-Flëssegkeet- oder Flëssegkeet-Feststoff-Suspensiounen ze homogeniséieren an ze mëschen, bioaktiv Substanzen a cellulär Verbindungen ze extrahéieren, Zellen, Bakterien a Geweebe ze zersetzen, Pudder opzeléisen, Biofilmer ofzeléisen oder chemesch Reaktiounen anzeleeden.
Well d’Uwendungsgebitt vu Sonikatoren esou breet ass, gi se dacks no hirer spezifescher Aufgab benannt. Dofir fannt Dir Ultraschallgeräter ënner verschiddene Bezeechnunge wéi:
- Ultraschallhomogenisator:
Ultraschallhomogenisatore gi benotzt, fir zwou oder méi Phasen zu enger eenheetlecher Suspensioun ze vermëschen. Als leeschtungsstaark Alternativ zu Héichdrockhomogenisatoren, Messermëscher a Mikrofluidisatoren iwwerzeege Sondesonikatore mat hirer aussergewéinlecher Fäegkeet, Nanodispersiounen an Nanoemulsiounen hierzestellen. - Ultraschalldispergator:
Ultraschalldispergatore benotze Schallwelle mat héijer Frequenz, fir Partikelen ze verklengeren a gläichméisseg an enger Flëssegkeet ze verdeelen. Dëse Prozess ass besonnesch nëtzlech, fir stabil Suspensioune vu feste Partikelen a Flëssegkeeten hierzestellen, zum Beispill fir Pigmenter an Tënten oder Partikelen a Schlämm ze dispergéieren. - Ultraschallemulgator:
Ultraschallemulgatore benotzen Ultraschallwellen, fir fein Emulsiounen hierzestellen, andeems se zwou net mëschbar Flëssegkeeten, wéi Ueleg a Waasser, vermëschen. Déi héichintensiv Schallwellen erzeuge Kavitatiounsblosen, déi implodéieren an dobäi intensiv Schéierkräften ervirruffen, déi d’Drëpsen zu Emulsiounen am Nanoberäich zerdeelen, soudatt dës stabil an eenheetlech ginn. - Ultraschallzellzerkleinerer:
Dës Geräter, déi och als Ultraschallzellopschlossgeräter oder Lysegeräter bekannt sinn, benotzen Ultraschallenergie, fir Zellmembranen opzebriechen an den intrazellulären Inhalt fräizesetzen. Dëse Prozess ass bei biologeschen a biochemeschen Uwendunge wesentlech fir d’Extraktioun vu Proteinnen, DNA an aneren Zellbestanddeeler. - Ultraschallextrakter:
Ultraschallextraktere benotzen Ultraschallwellen, fir Planzematerial opzeschléissen an doduerch d’Extraktioun vu bioaktive Verbindungen, wéi äthereschen Ueleger, Flavonoiden oder anere phytochemesche Substanzen, ze verbesseren. De Kavitatiounseffekt verbessert d’Andrénge vum Léisungsmëttel an de Stofftransport, wat zu enger méi effizienter Extraktioun féiert. - Ultraschallopléisungsapparat:
Ultraschall-Opléiser benotzen Ultraschallenergie, fir Feststoffer séier an effizient a Flëssegkeeten opzeléisen. Dëst ass nëtzlech fir d’Virbereedung vu Léisungen oder Suspensiounen, an deenen de opgeléiste Stoff gläichméisseg a séier verdeelt muss ginn, wéi bei pharmazeuteschen oder cheemesche Formuléierungen. - Ultraschall-Mëscher:
Ultraschall-Mëscher benotzen Ultraschallwelle mat héijer Intensitéit, fir Flëssegkeeten a Schlämm ze vermëschen an esou eng eenheetlech Zesummesetzung ze garantéieren. Dëse Mëschprozess kann eng breet Bandbreet u Viskositéite bewältegen an ass besonnesch effikass beim Homogeniséiere vu Produkter, déi sech mat konventionelle Methode schwéier vermësche loossen, wéi Zementpasten oder Masterbatchen mat engem héije Feststoffgehalt. - Ultraschall-Réierwierk:
Ultraschall-Réierwierker benotzen Ultraschallenergie, fir Flëssegkeeten ze réieren oder a Beweegung ze bréngen, wat eng gläichméisseg Vermëschung fërdert an d’Sedimentatioun verhënnert. Dës Method ass a verschiddenen Industrien nëtzlech, fir d’Eenheetlechkeet vu Léisungen, Suspensiounen oder Dispersiounen iwwer d’Zäit ze erhalen.
Beschallung vu Multiwell-Placken a Petrischuelen
Multiwell-Placken a Petrischuele sinn üblech Laborgefässer. Multiwell-Placken, och als Mikroplacken oder Mikrowell-Placke bekannt, si flaach Placke mat méi Verdéiwungen, sougenannte „Wells“, déi als kleng Reagenzglieser déngen. Si sinn a verschiddene Konfiguratiounen disponibel, typescherweis mat 6, 12, 24, 48, 96, 384 oder 1536 Wells, wat Screening an Tester mat engem héije Proufduerchsaz erméiglecht.
Petrischuelen dogéint si flaach, zylindresch Schuele mat Deckel, déi typescherweis aus Glas oder Plastik bestinn. Si bidden eng flaach Uewerfläch fir d’Kultivéiere vu Mikroorganismen.
Déi spezifesch Bauweis vun dësen zwou Zorte vu Proufgefässer bréngt Erausfuerderunge mat sech, wann d’Beschallung als Veraarbechtungsschrëtt agesat soll ginn. Mam Placken-Ultraschallapparat UIP400MTP bitt Hielscher e leeschtungsstaarken Ultraschallapparat, dee sämtlech Standard-Multiwell-Placken, Mikroplacken a Petrischuele verschaffe kann.
Léiert méi iwwer den UIP400MTP als leeschtungsstaarken Ultraschallapparat fir d’Proufvirbereedung an 96-Well-Placken a Petrischuelen!
Déi folgend Tabell gëtt Iech en Iwwerbléck iwwer eis Sonden- a kontaktlos Ultraschallapparater fir üblech Laborapplikatiounen:
| Recommandéiert Apparater | Chargevolumen | Duerchfloss |
|---|---|---|
| UIP400MTP Ultraschallapparat fir 96-Well-Placken | Multiwell- / Mikrotiterplacken | n.a. |
| Ultraschall-CupHorn | CupHorn fir Prouffläscheren oder e Becherglas | n.a. |
| GDmini2 | Ultraschall-Mikroduerchflossreakter | n.a. |
| VialTweeter | 0,5 bis 1,5mL | n.a. |
| UP100H | 1 bis 500mL | 10 bis 200mL/min |
| UP200Ht, UP200St | 10 bis 1000mL | 20 bis 200mL/min |
| UP400St | 10 bis 2000mL | 20 bis 400mL/min |
| UIP500hdT | 100 bis 5000mL | 0,1 bis 4L/min |
| Ultraschall-Siffrësler | n.a. | n.a. |
Kontaktéiert eis! / Stellt eis Är Froen!
Heefeg gestallte Froen
Wéi benotzt een en Ultraschallapparat am Labor?
En Ultraschallapparat fir de Labor ass en Instrument, dat Ultraschallenergie asetzt, fir Partikelen an enger Prouf a Beweegung ze bréngen, dacks fir ze homogeniséieren, ze emulgéieren, Nanopartikelen ze dispergéieren oder Zellen opzeschléissen. Fir en Ultraschallapparat am Labor ze benotzen, musst Dir fir d’éischt Är Prouf an engem gëeegente Behälter virbereeden. Wann Dir e Sonden-Ultraschallapparat benotzt, daucht d’Sond an d’Prouf a gitt sécher, datt si weder d’Säitewänn nach de Buedem vum Behälter beréiert. Passt d’Astellunge vum Ultraschallapparat, wéi d’Amplitüd, d’Pulsfrequenz an d’Dauer, un déi spezifesch Ufuerderunge vun Ärer Applikatioun un. Bei engem kontaktlosen Ultraschallapparat setzt Dir de Proufbehälter esou an d’Halterung, wéi et am Handbuch uginn ass, fir datt d’Ultraschallwellen optimal iwwerdroe ginn. Schalt den Ultraschallapparat an an iwwerwaacht de Prozess. Passt d’Parameteren no Bedarf un, fir de gewënschten Effekt z’erreechen. Drot ëmmer eng passend Schutzausrüstung, wéi e Gehéierschutz.
Wat sinn d’Applikatioune vun Ultraschallapparater a Laboratoiren?
D’Ultraschallbehandlung huet vill Uwendungen a Laboratoiren a verschiddene Beräicher. Si gëtt heefeg fir den Zellopbroch an d’Zelllys benotzt, wouduerch intrazellulär Bestanddeeler wéi DNA, RNA a Proteinnen extrahéiert kënne ginn. Si gëtt och bei der Preparatioun vun Emulsiounen an Dispersioune agesat, fir d’Mëschung vu Flëssegkeeten, déi net matenee mëschbar sinn, oder d’Verdeelung vun Nanopartikelen an engem Medium ze verbesseren. Sonikatore si wäertvoll bei der Synthes vun Nanopartikelen, well si hëllefen, d’Partikelgréisst ze reduzéieren an d’Agglomeratioun ze verhënneren. Zousätzlech gëtt d’Ultraschallbehandlung fir d’Entgasung vu Flëssegkeete benotzt, fir opgeléiste Gasen ze entfernen, déi bestëmmt analytesch Technike stéiere kënnen.
Liest méi doriwwer, wéi d’Ultraschallbehandlung Är Zelllys op Basis vu Lysozym verstäerke kann!
Wat ass den Ënnerscheed tëscht engem Sonikator mat Sond an engem Ultraschallbad?
Den Haaptënnerscheed tëscht engem Sonikator mat Sond an engem Ultraschallbad läit an hirem Opbau an hirer Uwendung. E Sonikator mat Sond benotzt eng Titansond, déi d’Prouf direkt beréiert an intensiv Ultraschallenergie an e lokal begrenzte Beräich aleet. Dës direkt Uwendung ass ideal fir kleng bis grouss Volumenen an erméiglecht eng präzis Kontroll vum Ultraschallbehandlungsprozess. Am Géigesaz dozou iwwerdréit en Ultraschallbad Ultraschallwellen duerch e flëssegt Medium, an deem de Proufbehälter steet. Dës indirekt Ultraschallbehandlung ass schwaach an ongläichméisseg a gëtt dofir heefeg fir d’Botzen oder d’Entgasung benotzt.
Eng indirekt Ultraschallbehandlung ënner intensiven a gläichméissege Bedéngunge ka mat kontaktlose Sonikatore wéi dem VialTweeter, dem Sonikator fir Multiwell-Placken UIP400MTP oder dem Duerchflossreakter GDmini2 erreecht ginn. Dës Sonikatore mat héijer Leeschtung an héijem Proufduerchsaz erméiglechen eng präzis kontrolléiert Ultraschallbehandlung vu Prouwen a sinn doduerch fir d’Fuerschung an d’Diagnostik gëeegent.
Wat sinn d’Uwendunge vun der Ultraschallbehandlung an der HPLC?
D’Proufvirbereedung mat Ultraschall verbessert d’HPLC-Analys, andeems si akustesch Kavitatioun benotzt, fir Proufmatricen opzebriechen an den Transfert vun den Analyten an d’Extraktiounsléisungsmëttel ze beschleunegen. Dës Technik verbessert d’Extraktiounseffizienz, erhéicht d’Réckgewënnung vun den Analyten a verkierzt d’Zäit fir d’Proufvirbereedung, wouduerch méi empfindlech a reproduzéierbar chromatografesch Analysen erméiglecht ginn. Liest méi iwwer d’Proufvirbereedung mat Ultraschall fir d’HPLC!
An der Héichleeschtungsflëssegkeetschromatografie (HPLC) erméiglecht d’Ultraschallbehandlung d’Modifikatioun an d’Funktionaliséierung vun Nanopartikelen, wéi Mikrosphären aus Siliziumdioxid oder Zirkoniumdioxid. D’Ultraschallbehandlung ass eng héich effektiv Method fir d’Synthes vu Kär-Schuel-Partikelen aus Siliziumdioxid, déi besonnesch nëtzlech fir HPLC-Saile sinn. Liest méi!
Zousätzlech gëtt d’Ultraschallbehandlung fir d’Proufvirbereedung benotzt. Si suergt fir eng grëndlech Mëschung an Opléisung vun Analyten a Reagenzien, wat fir genee a reproduzéierbar chromatografesch Resultater entscheedend ass. D’Ultraschallbehandlung hëlleft bei der Entgasung vu Léisungsmëttelen, andeems opgeléiste Gasen ewechgeholl ginn, déi Blosen entstoe loosse kënnen an de Floss an d’Detektioun an HPLC-Systemer stéiere kënnen. Zousätzlech gëtt d’Ultraschallbehandlung benotzt, fir HPLC-Komponente wéi Sailen an Deeler vum Injektor ze botzen, soudatt all Veronrengegungen oder Réckstänn effektiv ewechgeholl ginn.
Wéi gëtt de Sonikator an der Biotechnologie an an de Liewenswëssenschaften agesat?
An der Biotechnologie an an de Liewenswëssenschafte si Sonikatoren onverzichtbar Instrumenter fir verschidden Uwendungen. Si ginn a groussem Ëmfang fir d’Zelllys an d’Extraktioun vun intrazelluläre Materialie benotzt, wat fir molekularbiologesch Studie mat Nukleinsaieren a Proteinnen essentiell ass. D’Ultraschallbehandlung gëtt fir d’Fragmentéierung vun DNA, RNA a Chromatin fir d’Sequenzéierung an aner genetesch Analysen agesat, wouduerch genetescht Material op engem méi feine Moossstaf ënnersicht ka ginn. Ausserdeem gi Sonikatore bei der Preparatioun vu Liposomen an anere Systemer fir d’Liwwerung vu Wierkstoffer op Basis vun Nanopartikelen agesat, fir d’Wierksamkeet an d’Zilgeriichtheet vun therapeutesche Wierkstoffer ze verbesseren.
De Sonikator fir Multiwell-Placken UIP400MTP gëtt fir d’Miniaturiséierung vun Assayen an d’Integratioun an d’Laborautomatiséierung benotzt – wat reibungslos Aarbechtsofleef mat héijem Proufduerchsaz erméiglecht. Liest méi iwwer de Sonikator fir Mikroplacken UIP400MTP fir HT-Aarbechtsofleef!
Literatur / Referenzen
- Ultrasonic Homogenizers for Efficient Sample Preparation – Hielscher Ultrasonics
- Guidelines for Autoclaving Ultrasonic Sonotrodes and Flow Cells – HielscherUltrasonic
- 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 produzéiert héichleeschtungsfäeg Ultraschallhomogenisateure vu Labogréisst bis zu industrieller Gréisst.