Dispozitive de sonicare pentru sarcinile de laborator

Dispozitivele de sonicare, în special sonicatoarele de tip sondă, sunt instrumente avansate utilizate pe scară largă în laboratoare și medii industriale. Folosind puterea ultrasunetelor, dispozitivele de sonicare pot procesa eficient diverse materiale. Aceste dispozitive funcționează prin transmiterea energiei ultrasonice printr-o sondă (sau claxon) într-un lichid sau suspensie, generând unde cu ultrasunete de înaltă intensitate, de joasă frecvență, care creează cavitație acustică caracterizată de forțe mecanice intense. Aceste forțe ultrasonice provoacă cavitație - microbule care se extind și se prăbușesc rapid - eliberând forțe puternice de forfecare care promovează diverse aplicații, cum ar fi omogenizarea, liza celulară, reducerea dimensiunii particulelor și multe altele.

Înțelegerea sonicării și cavitației

Sonicarea este procesul de aplicare a energiei ultrasunetelor pentru a agita particulele dintr-un lichid. Ultrasunetele la frecvențe cuprinse între aproximativ 20 kHz și 30 kHz sunt capabile să genereze suficientă putere pentru a îndeplini eficient sarcinile de omogenizare. Astfel de unde sonore ultrasonice induc cicluri rapide de compresie și expansiune în lichid, ducând la formarea de bule microscopice. Când aceste microbule se prăbușesc violent, pot fi observate forțe extreme. Acest fenomen dens în energie este cunoscut sub numele de cavitație și este forța motrice din spatele eficacității sonicării în prelucrarea materialelor:

• Bule de cavitație: Aceste microbule cresc în timpul fazei de expansiune a undei sonore și se prăbușesc violent în timpul fazei de compresie. Acest colaps eliberează zone localizate de înaltă energie cu temperaturi și presiuni care ating mii de grade Celsius și sute de atmosfere, deși scurt și la scară microscopică.
• Forțele mecanice de forfecare: Prăbușirea bulelor de cavitație generează forțe intense de forfecare care pot perturba pereții celulari, dispersa particulele și omogeniza amestecurile cu o eficiență excepțională.
  Capacitatea de a controla cavitația este ceea ce face sonicarea atât de valoroasă în diverse domenii științifice, de la biologia moleculară la știința materialelor.

Tipuri de sonicatoare de laborator

Cele mai frecvente două tipuri de sonicatoare utilizate în laboratoare sunt:

• Sonicatoare de tip sondă: Aceste sonicatoare folosesc o sondă de titan pentru a transfera direct energia ultrasonică în probă. Sunt ideale pentru aplicații de mare intensitate, cum ar fi liza celulară, reducerea dimensiunii particulelor și emulsionarea, deoarece furnizează energie concentrată direct în lichid. Sonicatoarele cu sondă sunt adesea preferate pentru aplicații care necesită un control ridicat asupra intensității cavitației.
• Sonicatoare de tip baie: În această configurație, probele sunt plasate într-o baie de apă care este apoi sonicată. Această metodă oferă o sonicare uniformă, dar în general mai puțin intensă în comparație cu tipurile de sonde. Sonicatoarele de baie sunt utile pentru curățarea echipamentelor de laborator, amestecarea blândă și anumite tipuri de reacții chimice.

De ce sunt sonicatoarele de tip sondă cele mai bune pentru omogenizare?

Sonicatoarele de tip sondă sunt considerate cea mai bună alegere pentru omogenizare datorită capacității lor de a furniza energie ultrasonică de mare intensitate direct în probă, producând forțe puternice de forfecare. Iată de ce excelează în sarcinile de omogenizare:

• Transfer direct de energie: Sonicatoarele de tip sondă transmit energia ultrasonică printr-o sondă de titan (sau corn) care este direct scufundată în probă. Acest contact direct permite un transfer de energie extrem de eficient, creând o cavitație intensă chiar în soluție. Acest lucru este util în special pentru omogenizarea materialelor dure sau a suspensiilor care necesită o forță substanțială pentru a descompune particulele și a le distribui uniform.
• Forțe mari de forfecare: Cavitația intensă cauzată de sonicatoarele de tip sondă generează forțe puternice de forfecare în lichid, care descompun particulele, perturbă pereții celulari și reduc dimensiunile particulelor. Aceste forțe ajută la crearea unui amestec omogen, deoarece pot gestiona eficient chiar și suspensiile foarte vâscoase sau dense.
• Intensitate reglabilă: Sonicatoarele de tip sondă vin adesea cu setări de putere reglabile, permițând utilizatorului să adapteze intensitatea sonicării pentru a se potrivi cerințelor specifice de omogenizare. Nivelurile mai mici de putere pot fi utilizate pentru amestecarea blândă, în timp ce nivelurile mai ridicate pot face față sarcinilor de omogenizare mai dificile.
• Capacitate de debit mare: Sonicatoarele sunt potrivite pentru fluxuri de lucru cu randament ridicat, în care mai multe probe necesită omogenizare într-un interval scurt de timp. Cu setări programabile, aceste sonicatoare pot procesa rapid o serie de probe, reducând timpul de pregătire și asigurând rezultate consistente. Hielscher oferă dispozitive de sonicare care manipulează mai multe flacoane simultan sau plăci cu mai multe godeuri, ceea ce este deosebit de valoros în cercetare și medii industriale care necesită omogenizare rapidă și uniformă pe numeroase probe.
• Precizie și control: Deoarece sonicatoarele de tip sondă permit contactul direct cu proba, acestea oferă un control mai precis asupra procesului de omogenizare. Adâncimea de imersie, frecvența și setările de impuls ale sondei pot fi ajustate fin, oferind rezultate consistente și reproductibile pe toate probele.
• Scalabilitate: Cu diferite dimensiuni de sonde disponibile, sonicatoarele de tip sondă sunt potrivite pentru omogenizarea atât a volumelor mici, cât și a celor mari de probe. Sondele mai mici sunt ideale pentru microvolume, în timp ce sondele mai mari permit omogenizarea probelor în aplicații industriale.

Aceste avantaje fac ca dispozitivele de sonicare Hielscher să fie alegerea preferată pentru aplicațiile care necesită o omogenizare amănunțită și eficientă, cum ar fi pregătirea emulsiilor, descompunerea suspensiilor celulare sau crearea de dispersii stabile.
 

Ultrasonicators de înaltă performanță

Aveți de-a face cu probe dificile, procese de mare randament, omogenizare sterilă, număr mare de probe sau materiale sensibile? Hielscher Ultrasonics are dispozitivul de sonicare potrivit pentru aplicația dvs.!

Povestește-ne despre sarcina ta de pregătire a mostrelor și despre provocările cu care te confrunți! Vă recomandăm cu plăcere cel mai potrivit sonicator pentru experimente de cercetare de succes, sarcini analitice sau aplicații din științele vieții.

Tabelul de mai jos vă oferă o indicație a capacității aproximative de procesare a ultrasonicators noastre de dimensiuni de laborator:

Proiectare, fabricație și consultanță – Calitate Made in Germany

Hielscher ultrasonicators sunt bine-cunoscute pentru cele mai înalte standarde de calitate și design. Robustețea și funcționarea ușoară permit integrarea fără probleme a ultrasonicators noastre în instalații industriale. Condiții dure și medii solicitante sunt ușor de manipulat de ultrasonicators Hielscher.

Hielscher Ultrasonics este o companie certificată ISO și pune un accent deosebit pe ultrasonicators de înaltă performanță cu tehnologie de ultimă oră și ușurință în utilizare. Desigur, ultrasonicators Hielscher sunt conforme CE și îndeplinesc cerințele UL, CSA și RoHs.

Hielscher Ultrasonics furnizează sonicatori puternici non-contact pentru pregătirea probei și analiza clinică. Placa cu mai multe godeuri, sonicatorul UIP400MTP, VialTweeter, CupHorn și sonicatorul de flux GDmini2 procesează probele fără a le atinge.