Ultrazvukové zariadenia pre vaše laboratórne úlohy

Sonikačné zariadenia, najmä sondové sonikátory, sú pokročilé nástroje široko používané v laboratórnych a priemyselných podmienkach. Pomocou sily ultrazvuku môžu sonikačné zariadenia efektívne spracovávať rôzne materiály. Tieto zariadenia fungujú tak, že prenášajú ultrazvukovú energiu cez sondu (alebo klaksón) do kvapaliny alebo suspenzie, čím vytvárajú vysokointenzívne, nízkofrekvenčné ultrazvukové vlny, ktoré vytvárajú akustickú kavitáciu charakterizovanú intenzívnymi mechanickými silami. Tieto ultrazvukové sily spôsobujú kavitáciu – mikrobubliny, ktoré sa rýchlo rozširujú a zrútia – uvoľňujú silné šmykové sily, ktoré podporujú rôzne aplikácie, ako je homogenizácia, lýza buniek, zmenšenie veľkosti častíc a ďalšie.

Pochopenie sonikácie a kavitácie

Sonikácia je proces aplikácie ultrazvukovej energie na miešanie častíc v kvapaline. Ultrazvuk pri frekvenciách medzi cca. 20 kHz až 30 kHz je schopný generovať dostatok energie na efektívne plnenie homogenizačných úloh. Takéto ultrazvukové zvukové vlny vyvolávajú rýchle cykly kompresie a expanzie v kvapaline, čo vedie k tvorbe mikroskopických bublín. Keď sa tieto mikrobubliny prudko zrútia, možno pozorovať extrémne sily. Tento energeticky hustý jav je známy ako kavitácia a je hnacou silou účinnosti sonikácie pri spracovaní materiálu:

• Kavitačné bubliny: Tieto mikrobubliny rastú počas expanznej fázy zvukovej vlny a prudko sa zrútia počas kompresnej fázy. Tento kolaps uvoľňuje lokalizované vysokoenergetické zóny s teplotami a tlakmi dosahujúcimi tisíce stupňov Celzia a stovky atmosfér, aj keď krátko a v mikroskopickom meradle.
• Mechanické šmykové sily: Kolaps kavitačných bublín vytvára intenzívne šmykové sily, ktoré môžu narušiť bunkové steny, rozptýliť častice a homogenizovať zmesi s výnimočnou účinnosťou.
  Schopnosť kontrolovať kavitáciu je to, čo robí sonikáciu tak cennou v rôznych vedeckých oblastiach, od molekulárnej biológie po materiálovú vedu.

Typy laboratórnych sonikátorov

Dva najbežnejšie typy sonikátorov používaných v laboratóriách sú:

• Sonikátory sondového typu: Tieto sonikátory používajú titánovú sondu na priamy prenos ultrazvukovej energie do vzorky. Sú ideálne pre aplikácie s vysokou intenzitou, ako je lýza buniek, zmenšenie veľkosti častíc a emulgácia, pretože dodávajú koncentrovanú energiu priamo do kvapaliny. Sonikátory sondy sú často uprednostňované v aplikáciách vyžadujúcich vysokú kontrolu nad intenzitou kavitácie.
• Sonnikátory kúpeľového typu: V tomto nastavení sa vzorky umiestnia do vodného kúpeľa, ktorý sa potom sonikuje. Táto metóda poskytuje rovnomernú, ale vo všeobecnosti menej intenzívnu sonikaciu v porovnaní s typmi sond. Sonikátory do kúpeľa sú užitočné na čistenie laboratórneho vybavenia, jemné miešanie a určité typy chemických reakcií.

Prečo sú sondové sondy najlepšie na homogenizáciu?

Sonikátory sondového typu sa považujú za najlepšiu voľbu pre homogenizáciu vďaka svojej schopnosti dodávať ultrazvukovú energiu s vysokou intenzitou priamo do vzorky a vytvárať silné šmykové sily. Tu je dôvod, prečo vynikajú v úlohách homogenizácie:

• Priamy prenos energie: Sonikátory sondového typu prenášajú ultrazvukovú energiu cez titánovú sondu (alebo klaksón), ktorá je priamo ponorená do vzorky. Tento priamy kontakt umožňuje vysoko efektívny prenos energie a vytvára intenzívnu kavitáciu priamo v roztoku. To je užitočné najmä pri homogenizácii húževnatých materiálov alebo suspenzií, ktoré vyžadujú značnú silu na rozklad častíc a ich rovnomerné rozloženie.
• Vysoké šmykové sily: Intenzívna kavitácia spôsobená sondovými sonikátormi vytvára silné šmykové sily v kvapaline, ktoré rozbíjajú častice, narúšajú bunkové steny a zmenšujú veľkosť častíc. Tieto sily pomáhajú vytvárať homogénnu zmes, pretože dokážu efektívne zvládnuť aj vysoko viskózne alebo husté suspenzie.
• Nastaviteľná intenzita: Sonikátory sondového typu sa často dodávajú s nastaviteľným nastavením výkonu, čo umožňuje používateľovi prispôsobiť intenzitu sonikácie tak, aby vyhovovala špecifickým požiadavkám na homogenizáciu. Nižšie úrovne výkonu možno použiť na jemné miešanie, zatiaľ čo vyššie úrovne zvládnu náročnejšie homogenizačné úlohy.
• Vysokovýkonná kapacita: Sonikátory sú vhodné pre vysokovýkonné pracovné postupy, kde viaceré vzorky vyžadujú homogenizáciu v krátkom časovom rámci. Vďaka programovateľným nastaveniam môžu tieto sonikátory rýchlo spracovať sériu vzoriek, čím sa skracuje čas prípravy a zabezpečujú konzistentné výsledky. Spoločnosť Hielscher ponúka sonikačné zariadenia, ktoré manipulujú s viacerými injekčnými liekovkami súčasne alebo s viacjamkovými platňami, čo je obzvlášť cenné vo výskumnom a priemyselnom prostredí vyžadujúcom rýchlu a rovnomernú homogenizáciu v mnohých vzorkách.
• Presnosť a kontrola: Keďže sondou umožňujú priamy kontakt so vzorkou, poskytujú presnejšiu kontrolu nad procesom homogenizácie. Hĺbku ponorenia, frekvenciu a nastavenie impulzu sondy je možné jemne nastaviť, čo ponúka konzistentné a reprodukovateľné výsledky naprieč vzorkami.
• Škálovateľnosť: S rôznymi dostupnými veľkosťami sond sú sondozvučné sondy vhodné na homogenizáciu malých aj veľkých objemov vzoriek. Menšie sondy sú ideálne pre mikroobjemy, zatiaľ čo väčšie sondy umožňujú homogenizáciu objemových vzoriek v priemyselných aplikáciách.

Vďaka týmto výhodám sú sonikačné zariadenia Hielscher preferovanou voľbou pre aplikácie vyžadujúce dôkladnú a účinnú homogenizáciu, ako je príprava emulzií, rozklad bunkových suspenzií alebo vytváranie stabilných disperzií.
 

Vysokovýkonné ultrazvukové prístroje

Máte čo do činenia s náročnými vzorkami, vysokovýkonnými procesmi, sterilnou homogenizáciou, veľkým počtom vzoriek alebo citlivými materiálmi? Spoločnosť Hielscher Ultrasonics má správne ultrazvukové zariadenie pre vašu aplikáciu!

Povedzte nám o svojej úlohe prípravy vzoriek a výzvach, ktorým čelíte! Radi vám odporučíme najvhodnejší sonikátor pre úspešné výskumné experimenty, analytické úlohy alebo aplikácie v oblasti biologických vied.

Nasledujúca tabuľka vám poskytuje približnú kapacitu spracovania našich ultrazvukových prístrojov veľkosti laboratória:

Dizajn, výroba a poradenstvo – Kvalita vyrobená v Nemecku

Ultrazvukové prístroje Hielscher sú známe svojou najvyššou kvalitou a dizajnovými štandardmi. Robustnosť a jednoduchá obsluha umožňujú bezproblémovú integráciu našich ultrazvukových prístrojov do priemyselných zariadení. Drsné podmienky a náročné prostredie ľahko zvládnu ultrazvukové prístroje Hielscher.

Hielscher Ultrasonics je spoločnosť s certifikáciou ISO a kladie osobitný dôraz na vysokovýkonné ultrazvukové prístroje s najmodernejšou technológiou a užívateľskou prívetivosťou. Ultrazvukové prístroje Hielscher sú samozrejme v súlade s CE a spĺňajú požiadavky UL, CSA a RoHs.

Spoločnosť Hielscher Ultrasonics dodáva výkonné bezkontaktné ultrazvukové prístroje na prípravu vzoriek a klinickú analýzu. Viacjamková platňa, sonikátor UIP400MTP, VialTweeter, CupHorn a prietokový sonikátor GDmini2 spracovávajú vzorky bez toho, aby sa ich dotkli.