Meester worden in laboratoriumtaken met een ultrasone homogenisator
Sonificatoren zijn essentiële laboratoriuminstrumenten die gebruikt worden voor een groot aantal toepassingen, zoals homogeniseren en mengen, extractie, dispergeren, emulgeren, oplossen, celverstoring, DNA-fragmentatie en sonochemische reacties. Gewoonlijk worden sonicators van het probe-type gebruikt om deze veelvoorkomende taken in het dagelijkse laboratoriumwerk uit te voeren. Voor laboratoriummonsters, waar kruisbesmetting of monsterverlies beperkende factoren zijn, zijn Hielscher contactloze sonicators de oplossing voor ultrasone monstervoorbereiding.
Sonde-type Sonicators en contactloze Sonicators
De sonicator van het probe-type past intense ultrasone geluidsgolven toe – gericht op de punt van de sonotrode of sonde – in het medium. Het gebruik van een open of gesloten vat maakt eenvoudige, maar betrouwbare ultrasone behandeling van vloeibare media mogelijk. Door de sonotrode aan een doorstroomcel te bevestigen kan een vloeistofstroom continu gesoniseerd worden. Een dergelijke doorstroomopstelling is een geavanceerde manier om grotere volumes of viskeuze vloeistoffen en pasta's ultrasoon te verwerken.
Met contactloze sonicators zoals de VialTweeter, de Multi-well Plate Sonicator UIP400MTP, de CupHorn en de GDmini2 flowreactor kunnen monsters contactloos worden verwerkt. – Zo worden kruisbesmetting en monsterverlies voorkomen. Een ander voordeel van Hielscher contactloze sonicators is de hoge doorvoercapaciteit bij monstervoorbereiding.
Sonificatie is het toepassen van ultrageluid via een ultrasone sonde om deeltjes in een monster te bewegen en te manipuleren. Ultrasone apparaten worden veel gebruikt in academisch onderzoek, analytische en forensische laboratoria, klinische instellingen en productielocaties, waar sonicatie wordt gebruikt om vloeistof-vloeistof of vloeistof-vaste suspensies te homogeniseren en te mengen, om bioactieve stoffen en cellulaire verbindingen te extraheren, om cellen, bacteriën en weefsel te desintegreren, om poeders op te lossen, om biofilms los te maken of om chemische reacties op gang te brengen.
Omdat het toepassingsgebied van sonicators zo breed is, worden sonicators vaak aangeduid in relatie tot hun specifieke taak. Daarom vindt u ultrasone machines onder verschillende termen zoals:
- Ultrasone homogenisator:
Ultrasone homogenisatoren worden gebruikt om twee of meer fasen te mengen tot een uniforme suspensie. Als krachtig alternatief voor hogedrukhomogenisatoren, bladmengers en microfluidisatoren blinken sonische sondes uit door hun uitzonderlijke vermogen om nanodispersies en -emulsies te produceren. - Ultrasone verspreider:
Ultrasone dispergeerders gebruiken geluidsgolven met een hoge frequentie om deeltjes af te breken tot kleinere afmetingen en ze gelijkmatig te verdelen in een vloeistof. Dit proces is vooral nuttig voor het creëren van stabiele suspensies van vaste deeltjes in vloeistoffen, zoals het dispergeren van pigmenten in inkt of deeltjes in slurries. - Ultrasone emulgator:
Ultrasone emulgatoren gebruiken ultrasone golven om fijne emulsies te creëren door twee niet-mengbare vloeistoffen, zoals olie en water, te mengen. De geluidsgolven met hoge intensiteit genereren cavitatiebelletjes die imploderen, waardoor intense schuifkrachten ontstaan die de druppels afbreken in emulsies van nanogrootte, waardoor ze stabiel en uniform worden. - Ultrasone celbreker:
Deze apparaten, ook wel ultrasone celdisruptoren of lysers genoemd, gebruiken ultrasone energie om celmembranen open te breken en intracellulaire inhoud vrij te maken. Dit proces is essentieel in biologische en biochemische toepassingen voor het extraheren van eiwitten, DNA en andere cellulaire componenten. - Ultrasone afzuiging:
Ultrasone extractoren maken gebruik van ultrasone golven om plantaardig materiaal te verstoren, waardoor de extractie van bioactieve stoffen, zoals essentiële oliën, flavonoïden of andere fytochemicaliën, wordt bevorderd. Het cavitatie-effect verbetert de penetratie van het oplosmiddel en de massaoverdracht, wat resulteert in een efficiëntere extractie. - Ultrasone Ontstopper:
Ultrasone oplossers gebruiken ultrasone energie om vaste stoffen snel en efficiënt op te lossen in vloeistoffen. Dit is handig voor het bereiden van oplossingen of suspensies waarbij de opgeloste stof gelijkmatig en snel moet worden gedispergeerd, zoals in farmaceutische of chemische formuleringen. - Ultrasone mixer:
Ultrasone mengers maken gebruik van ultrasone geluidsgolven met hoge intensiteit om vloeistoffen en slurries te mengen, waardoor een uniforme samenstelling wordt gegarandeerd. Dit mengproces kan een breed viscositeitsbereik aan en is bijzonder effectief bij het homogeniseren van producten die moeilijk te mengen zijn met conventionele methoden, zoals cementpasta's of hoofdbatches met een hoge vaste lading. - Ultrasone roerder:
Ultrasone roerders gebruiken ultrasone energie om vloeistoffen te roeren of te schudden, waardoor een uniforme menging wordt bevorderd en bezinking wordt voorkomen. Deze methode is nuttig in verschillende industrieën om de consistentie van oplossingen, suspensies of dispersies in de loop van de tijd te behouden.
Sonificatie van Multi-well platen en petrischalen
Multi-well platen en petrischalen zijn veelgebruikte laboratoriumvaten. Multi-well platen, ook wel microplaten of microwellplaten genoemd, zijn platte platen met meerdere “bronnen” gebruikt als kleine reageerbuisjes. Ze zijn verkrijgbaar in verschillende configuraties, meestal met 6, 12, 24, 48, 96, 384 of 1536 wells, wat screening en testen met hoge doorvoer mogelijk maakt.
Petrischalen daarentegen zijn ondiepe, cilindrische schalen met een deksel, meestal gemaakt van glas of plastic. Ze bieden een plat oppervlak voor het kweken van micro-organismen.
Het specifieke ontwerp van beide monsterrecipiënten brengt uitdagingen met zich mee wanneer sonicatie moet worden toegepast als verwerkingsstap. Met de plaat sonicator UIP400MTP biedt Hielscher een krachtige sonicator die alle standaard multiwellplaten, microtiterplaten en petrischalen kan verwerken.
Kom meer te weten over de UIP400MTP als krachtige sonicator voor monstervoorbereiding in 96-well platen en petrischalen!
Deze Hielscher sonicator is ISO-gecertificeerd en voldoet aan UL, RoHs en CE. Hij kan 24/7 worden gebruikt voor workflows met hoge doorvoer.
De onderstaande tabel geeft u een overzicht van onze sonde-type en contactloze ultrasone apparaten voor veelvoorkomende laboratoriumtoepassingen:
| Aanbevolen apparaten | Batchvolume | Debiet |
|---|---|---|
| UIP400MTP sonificator voor 96-wells platen | multi-well/microtiterplaten | n.v.t. |
| Ultrasone kopHoorn | CupHorn voor flesjes of bekerglas | n.v.t. |
| GDmini2 | ultrasone microstroomreactor | n.v.t. |
| VialTweeter | 0.5 tot 1.5mL | n.v.t. |
| UP100H | 1 tot 500 ml | 10 tot 200 ml/min |
| UP200Ht, UP200St | 10 tot 1000 ml | 20 tot 200 ml/min |
| UP400St | 10 tot 2000 ml | 20 tot 400 ml/min |
| UIP500hdT | 100 tot 5000 ml | 0.1 tot 4L/min |
| Ultrasone zeefschudder | n.v.t. | n.v.t. |
Neem contact met ons op! / Vraag het ons!
veelgestelde vragen
Hoe gebruik je een laboratorium Sonicator?
Een laboratorium sonicator is een instrument dat gebruikt wordt om ultrasone energie toe te passen om deeltjes in een monster te bewegen, vaak om te homogeniseren, emulgeren, nanodeeltjes te dispergeren of cellen te verstoren. Om een laboratorium sonicator te gebruiken, moet je eerst je monster voorbereiden in een geschikte container. Als je een sonicator met sonde gebruikt, dompel dan de sonde in het monster en zorg ervoor dat deze de zijkanten of bodem van de container niet raakt. Pas de instellingen van de sonicator zoals amplitude, pulsfrequentie en duur aan volgens de specifieke vereisten van uw toepassing. Plaats bij een contactloze sonicator de monstercontainer in de houder zoals aangegeven in de handleiding, zodat de ultrasone geluidsgolven optimaal worden doorgegeven. Zet de sonicator aan en controleer het proces, pas de parameters aan als dat nodig is om het gewenste effect te bereiken. Draag altijd geschikte beschermingsmiddelen, zoals gehoorbescherming.
Wat zijn de toepassingen van Sonicators in laboratoria?
Sonificatie heeft talloze toepassingen in laboratoria op verschillende gebieden. Het wordt vaak gebruikt voor celdisruptie en -lyse, waardoor intracellulaire componenten zoals DNA, RNA en eiwitten kunnen worden geëxtraheerd. Het wordt ook gebruikt bij de bereiding van emulsies en dispersies, om het mengen van niet-mengbare vloeistoffen of de verdeling van nanodeeltjes in een medium te verbeteren. Sonificatoren zijn waardevol bij de synthese van nanodeeltjes, omdat ze helpen bij het verkleinen van de deeltjesgrootte en het voorkomen van agglomeratie. Daarnaast wordt sonicatie gebruikt voor het ontgassen van vloeistoffen, waarbij opgeloste gassen worden verwijderd die kunnen interfereren met bepaalde analytische technieken.
Lees meer over hoe sonicatie je cellyse op basis van lysozame een boost kan geven!
Wat is het verschil tussen een sonicator met sonde en een ultrasoon bad?
Het belangrijkste verschil tussen een sonicator van het probe-type en een ultrasoon bad ligt in hun ontwerp en toepassing. Een sonde-type sonicator maakt gebruik van een titanium sonde die direct contact maakt met het monster en intense ultrasone energie levert aan een gelokaliseerd gebied. Deze directe toepassing is ideaal voor kleine tot grote volumes en biedt nauwkeurige controle over het sonificatieproces. Een ultrasoon bad daarentegen zendt ultrasone golven door een vloeibaar medium waarin de monsterhouder is geplaatst. Deze indirecte sonicatie is zwak en niet-uniform en wordt daarom vaak gebruikt voor reiniging of ontgassing.
Indirecte sonicatie onder intense en uniforme omstandigheden kan worden bereikt met contactloze sonicators zoals de VialTweeter, de Multi-well Plate Sonicator UIP400MTP of de flowreactor GDmini2. Met deze krachtige sonicators met hoge doorvoer kunnen monsters nauwkeurig gecontroleerd gesoniceerd worden, waardoor ze geschikt zijn voor onderzoek en diagnostiek.
Wat zijn de toepassingen van Sonicatie in HPLC?
Ultrasone monstervoorbereiding verbetert de HPLC-analyse door akoestische cavitatie te gebruiken om monstermatrices te verstoren en de overdracht van analyten naar het extractieoplosmiddel te versnellen. Deze techniek verbetert de extractie-efficiëntie, verhoogt het analytherstel en verkort de monstervoorbereidingstijd, waardoor een gevoeligere en beter reproduceerbare chromatografische analyse mogelijk wordt. Lees meer over ultrasone monstervoorbereiding voor HPLC!
Bij hogedrukvloeistofchromatografie (HPLC) maakt sonificatie de modificatie en functionalisatie van nanodeeltjes mogelijk, zoals siliciumdioxide- of zirkoniumdioxide-microsferen. Ultrasoon is een zeer effectieve methode voor het synthetiseren van core-shell silica deeltjes, die vooral nuttig zijn voor HPLC-kolommen. Lees meer!
Daarnaast wordt sonicatie gebruikt voor monstervoorbereiding. Het zorgt voor grondig mengen en oplossen van analyten en reagentia, wat cruciaal is voor nauwkeurige en reproduceerbare chromatografische resultaten. Sonificatie helpt bij het ontgassen van oplosmiddelen, het verwijderen van opgeloste gassen die bellen kunnen vormen en de doorstroming en detectie in HPLC-systemen kunnen verstoren. Daarnaast wordt sonicatie gebruikt om HPLC-componenten te reinigen, zoals kolommen en injectoronderdelen, zodat verontreinigingen of residuen effectief worden verwijderd.
Hoe wordt de Sonicator gebruikt in biotechnologie en biowetenschappen?
In de biotechnologie en biowetenschappen zijn ultrasone apparaten een onmisbaar hulpmiddel voor verschillende toepassingen. Ze worden op grote schaal gebruikt voor cellyse en de extractie van intracellulaire materialen, wat essentieel is voor moleculair biologisch onderzoek waarbij nucleïnezuren en eiwitten betrokken zijn. Sonificatie wordt gebruikt bij de fragmentatie van DNA, RNA en chromatine voor sequentiebepaling en andere genetische analyses, waardoor genetisch materiaal op een fijnere schaal kan worden bestudeerd. Bovendien worden sonicatoren gebruikt bij de bereiding van liposomen en andere op nanodeeltjes gebaseerde systemen voor de toediening van medicijnen, waardoor de werkzaamheid en doelgerichtheid van therapeutische middelen wordt verbeterd.
De multi-well plaat sonicator UIP400MTP wordt gebruikt voor assay miniaturisatie en de integratie in lab automatisering. – waardoor vlotte workflows met een hoge doorvoer mogelijk zijn. Lees meer over de microplaat sonicator UIP400MTP voor HT-workflows!
Literatuur / Referenties
- 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 produceert hoogwaardige ultrasone homogenisatoren van lab naar industrieel formaat.