Často kladené otázky o ultrazvuku

Nižšie nájdete odpovede na najčastejšie otázky týkajúce sa sonikácie. Ak nenájdete odpoveď na svoju otázku, neváhajte sa nás opýtať. Radi vám pomôžeme.

• Môžem sonikovať rozpúšťadlá?
• Aký ultrazvukový výkon potrebujem?
• Ovplyvňuje ultrazvuk ľudí? Aké preventívne opatrenia mám prijať pri sonikácii?
• Aký je rozdiel medzi magnetostrikčnými a piezoelektrickými meničmi?
• Prečo sa vzorka počas sonikácie zahrieva?
• Existujú všeobecné odporúčania na sonikáciu vzoriek?
• Ponúka Hielscher vymeniteľné hroty sonotród?

Otázka: Môžem sonikovať rozpúšťadlá?

Teoreticky by sa horľavé rozpúšťadlá mohli pri sonikácii vznietiť, pretože kavitácia môže vytvárať horľavé alebo výbušné prchavé látky. Z tohto dôvodu musíte používať ultrazvukové zariadenia a príslušenstvo, ktoré sú vhodné pre tento druh ultrazvukovej aplikácie.
Prečítajte si viac o bežne používaných rozpúšťadlách na ultrazvukovú extrakciu!
Ak potrebujete sonikovať rozpúšťadlá, kontaktujte nás, aby sme vám mohli odporučiť vhodné opatrenia.

Otázka: Aký ultrazvukový výkon potrebujem?

Potrebný ultrazvukový výkon závisí od viacerých faktorov, ako sú:

• objem vystavený sonikácii
• celkový objem určený na spracovanie
• čas na spracovanie celkového objemu
• materiál určený na sonikáciu
• zamýšľaný výsledok procesu po ultrazvukovom spracovaní

Vo všeobecnosti si väčší objem vyžaduje vyšší výkon (vo wattoch) alebo dlhší čas sonikácie. Pri väčšine typov sonotród je výkon rozložený najmä po povrchu hrotu. Sondy s menším priemerom preto vytvárajú sústredenejšie kavitačné pole. Vyššia intenzita ultrazvuku (vyjadrená ako výkon na jednotku objemu) zvyčajne vedie k vyššej účinnosti spracovania.

Otázka: Ovplyvňuje ultrazvuk ľudí? Aké preventívne opatrenia mám prijať pri sonikácii?

Samotné ultrazvukové frekvencie sú nad rozsahom počuteľným pre človeka. Ultrazvukové vibrácie sa veľmi dobre prenášajú do pevných látok a kvapalín, kde môžu vyvolať ultrazvukovú kavitáciu. Z tohto dôvodu by ste sa nemali dotýkať častí kmitajúcich ultrazvukovou frekvenciou ani siahať do sonikovaných kvapalín. Prenos ultrazvukových vĺn vzduchom nemá zdokumentovaný negatívny vplyv na ľudské telo, keďže úrovne prenosu sú veľmi nízke.

Pri sonikácii kvapalín vytvára kolaps kavitačných bublín prenikavý hluk. Úroveň hluku závisí od viacerých faktorov, ako sú výkon, tlak a amplitúda. Okrem toho môže vznikať hluk na subharmonických frekvenciách (nižších frekvenciách). Tento počuteľný hluk a jeho účinky sú porovnateľné s hlukom a účinkami iných strojov, ako sú motory, čerpadlá alebo dúchadlá. Z tohto dôvodu odporúčame pri dlhšom pobyte v blízkosti systému v prevádzke používať vhodné zátky do uší. Okrem toho ponúkame vhodné protihlukové boxy pre naše sonikátory.

Otázka: Aký je rozdiel medzi magnetostrikčnými a piezoelektrickými meničmi?

V magnetostrikčných meničoch sa elektrický výkon využíva na vytvorenie elektromagnetického poľa ktoré spôsobuje kmitanie magnetostrikčného materiálu. V piezoelektrických meničoch sa elektrický výkon priamo premieňa na pozdĺžne vibrácie. Z tohto dôvodu majú piezoelektrické meniče vyššiu účinnosť premeny. To následne znižuje nároky na chladenie. V súčasnosti v priemysle prevládajú piezoelektrické meniče.
Prečítajte si viac o vynikajúcej energetickej účinnosti sonikátorov Hielscher!

Otázka: Prečo sa vzorka počas sonikácie zahrieva?

Sonikácia prenáša výkon do kvapaliny. Mechanické kmity vedú k turbulenciám a treniu v kvapaline. Z tohto dôvodu vzniká pri ultrazvukovom spracovaní značné množstvo tepla. Na obmedzenie zahrievania je potrebné účinné chladenie. Pri menších vzorkách by sa mali liekovky alebo sklenená kadička udržiavať v ľadovom kúpeli na odvádzanie tepla.
Prečítajte si viac o regulácii teploty počas sonikácie!
Okrem možného negatívneho vplyvu zvýšených teplôt na vaše vzorky, napr. tkanivo, sa pri vyšších teplotách znižuje aj účinnosť kavitácie.

Otázka: Existujú všeobecné odporúčania pre sonikáciu vzoriek?

Na ultrazvukové spracovanie by sa mali používať malé nádoby, pretože rozloženie intenzity je homogénnejšie než vo väčších kadičkách. Sonotróda by mala byť ponorená dostatočne hlboko do kvapaliny, aby sa zabránilo peneniu. Húževnaté tkanivá by sa mali pred sonikáciou macerovať, rozomlieť alebo rozdrviť na prášok (napr. v kvapalnom dusíku). Počas sonikácie môžu vznikať voľné radikály, ktoré by mohli reagovať s materiálom. Preplachovanie kvapalného roztoku materiálu kvapalným dusíkom alebo pridanie lapačov radikálov, napr. ditiotreitolu, cysteínu alebo iných zlúčenín so skupinou -SH, do média môže znížiť poškodenie spôsobené oxidačnými voľnými radikálmi.
Prečítajte si viac o tipoch a trikoch na úspešnú sonikáciu!
Kliknutím sem zobrazíte protokoly sonikácie pre homogenizáciu tkanív a lýzu, úpravu častíc a sonochemické aplikácie.

Otázka: Ponúka Hielscher vymeniteľné hroty sonotród?

Hielscher nedodáva vymeniteľné hroty sonotród. Kvapaliny s nízkym povrchovým napätím, ako sú rozpúšťadlá, zvyčajne prenikajú do rozhrania medzi sonotródou a vymeniteľným hrotom. Tento problém sa zväčšuje s amplitúdou kmitania. Kvapalina môže zanášať častice do závitovej časti. To spôsobuje opotrebovanie závitu, ktoré vedie k mechanickému oddeleniu hrotu od sonotródy. Ak je hrot mechanicky oddelený, nebude rezonovať pri prevádzkovej frekvencii a zariadenie zlyhá. Preto Hielscher dodáva iba celistvé sondy.

Často kladené otázky o sonikátoroch a ich súčastiach

Čo je ultrazvukový generátor?

Ultrazvukový generátor (napájací zdroj) vytvára elektrické kmity s ultrazvukovou frekvenciou (nad počuteľnou frekvenciou, napr. 19kHz). Táto energia sa prenáša do sonotródy.

Čo je sonotróda/sonda

Sonotróda (označovaná aj ako sonda alebo koncentrátor) je mechanická súčasť, ktorá prenáša ultrazvukové vibrácie z meniča do materiálu určeného na sonikáciu. Musí byť upevnená veľmi pevne, aby sa zabránilo treniu a stratám. V závislosti od geometrie sonotródy sa mechanické vibrácie zosilňujú alebo zoslabujú. Na povrchu sonotródy sa mechanické vibrácie prenášajú do kvapaliny. Výsledkom je vznik mikroskopických bublín (dutín), ktoré sa počas cyklov nízkeho tlaku rozpínajú a počas cyklov vysokého tlaku prudko implodujú. Tento jav sa nazýva akustická kavitácia. Kavitácia vytvára na hrote sonotródy vysoké šmykové sily a spôsobuje intenzívne premiešavanie materiálu vystaveného jej pôsobeniu.

Čo je piezoelektrický menič?

Ultrazvukový menič (konvertor) je elektromechanická súčasť, ktorá premieňa elektrické kmity na mechanické vibrácie. Elektrické kmity vytvára generátor. Mechanické vibrácie sa prenášajú do sonotródy.

Aký je rozdiel medzi piezoelektrickým a magnetostrikčným meničom?

Piezoelektrický menič premieňa elektrickú energiu na mechanické vibrácie pomocou piezoelektrických kryštálov, ktoré sa pri pôsobení elektrického poľa deformujú, čím poskytuje vysokú účinnosť a presnosť. Magnetostrikčný menič vytvára vibrácie prostredníctvom magnetostrikčného javu, pri ktorom magnetické materiály menia tvar v reakcii na magnetické pole, pričom poskytuje výrazne nižšiu účinnosť v porovnaní s piezoelektrickými meničmi. Všetky sonikátory Hielscher používajú piezoelektrické meniče na dosiahnutie vyššej účinnosti a spoľahlivej prevádzky.

Čo je ultrazvuková amplitúda / amplitúda vibrácií?

Amplitúda vibrácií opisuje veľkosť kmitania na hrote sonotródy. Zvyčajne sa meria ako hodnota špička–špička. Ide o vzdialenosť medzi polohou hrotu sonotródy pri maximálnom predĺžení a pri maximálnom skrátení sonotródy. Typické amplitúdy sonotród sa pohybujú od 20 do 250µm.

Čo je akustická kavitácia?

Akustická kavitácia je vznik, rast a kolaps bublín v kvapaline v dôsledku kolísania tlaku spôsobeného zvukovými vlnami s vysokou intenzitou. Sondový sonikátor je účinným prostriedkom na vyvolanie kavitácie, pretože dodáva sústredenú ultrazvukovú energiu priamo do kvapaliny. Tým sa podporuje vznik a kolaps bublín, pričom sa lokálne vytvárajú intenzívne podmienky, ako sú vysoké teploty, tlaky a šmykové namáhanie, ktoré sú užitočné pri aplikáciách, ako sú sonochémia, syntéza nanočastíc a dezintegrácia buniek.

Aký je rozdiel medzi priamou a nepriamou sonikáciou?

Priama sonikácia zahŕňa vloženie sondy priamo do kvapaliny, čím sa účinne dodáva ultrazvuková energia na procesy, ako sú lýza buniek alebo syntéza nanočastíc. Naproti tomu nepriama sonikácia prenáša ultrazvukovú energiu cez nádobu alebo médium, čím sa zabraňuje priamemu kontaktu so vzorkou. Táto metóda je ideálna na predchádzanie kontaminácii alebo na spracovanie malých objemov, vo všeobecnosti je však energeticky menej účinná.
Kliknite sem a dozviete sa viac o bezkontaktných sonikátoroch Hielscher!

Možno sonotródy/sondy sterilizovať v autokláve?

Áno, sonotródy a prietokové cely Hielscher možno sterilizovať v autokláve. Na správne vykonanie sterilizácie si prečítajte pokyny uvedené nižšie. Generátor, menič, káble a konektory sa nesmú sterilizovať v autokláve!
Tu si stiahnite pokyny na sterilizáciu sonotród a prietokových ciel v autokláve!