Ultrazvočne naprave za laboratorijska opravila

Ultrazvočne naprave, zlasti sonde, so napredna orodja, ki se pogosto uporabljajo v laboratorijskih in industrijskih okoljih. Z uporabo moči ultrazvoka lahko ultrazvočne naprave učinkovito obdelujejo različne materiale. Te naprave delujejo tako, da prenašajo ultrazvočno energijo skozi sondo (ali rog) v tekočino ali gnojevko, kar ustvarja visoko intenzivne, nizkofrekvenčne ultrazvočne valove, ki ustvarjajo akustično kavitacijo, za katero so značilne intenzivne mehanske sile. Te ultrazvočne sile povzročajo kavitacijo - mikromehurčke, ki se hitro širijo in propadajo - sproščajo močne strižne sile, ki spodbujajo različne aplikacije, kot so homogenizacija, liza celic, zmanjšanje velikosti delcev in še več.

Razumevanje ultrazvočnega razbijanja in kavitacije

Sonication je postopek uporabe ultrazvočne energije za mešanje delcev v tekočini. Ultrazvok na frekvencah med približno 20 kHz in 30 kHz lahko ustvari dovolj moči za učinkovito izpolnjevanje nalog homogenizacije. Takšni ultrazvočni valovi povzročajo hitre cikle stiskanja in širjenja v tekočini, kar vodi do nastanka mikroskopskih mehurčkov. Ko se ti mikromehurčki nasilno zrušijo, lahko opazimo ekstremne sile. Ta energijsko gost pojav je znan kot kavitacija in je gonilna sila učinkovitosti ultrazvočne razbijanje pri obdelavi materialov:

• Kavitacijski mehurčki: Ti mikromehurčki rastejo med fazo ekspanzije zvočnega vala in se nasilno zrušijo med fazo stiskanja. Ta kolaps sprosti lokalizirana visokoenergijska območja s temperaturami in tlaki, ki dosežejo tisoče stopinj Celzija in na stotine atmosfer, čeprav na kratko in v mikroskopskem merilu.
• Mehanske strižne sile: Propad kavitacijskih mehurčkov ustvarja intenzivne strižne sile, ki lahko motijo celične stene, razpršijo delce in homogenizirajo zmesi z izjemno učinkovitostjo.
  Sposobnost nadzora kavitacije je tisto, zaradi česar je ultrazvočna razbijanje tako dragocena na različnih znanstvenih področjih, od molekularne biologije do znanosti o materialih.

Vrste laboratorijskih zvočnikov

Dve najpogostejši vrsti zvočnih zvočnikov, ki se uporabljata v laboratorijih, sta:

• Sonicatorji tipa sonde: Ti sonikatorji uporabljajo titanovo sondo za neposreden prenos ultrazvočne energije v vzorec. Idealni so za visoko intenzivne aplikacije, kot so liza celic, zmanjšanje velikosti delcev in emulgiranje, saj dovajajo koncentrirano energijo neposredno v tekočino. Sonicatorji sond so pogosto priljubljeni za aplikacije, ki zahtevajo visok nadzor nad intenzivnostjo kavitacije.
• Kopalni zvočniki: V tej postavitvi se vzorci dajo v vodno kopel, ki se nato sonicira. Ta metoda zagotavlja enotno, vendar na splošno manj intenzivno ultrazvočno razbijanje v primerjavi s tipi sond. Kopalni sonikatorji so uporabni za čiščenje laboratorijske opreme, nežno mešanje in določene vrste kemičnih reakcij.

Zakaj so sondni zvočni aparati najboljši za homogenizacijo?

Sonicatorji tipa sonde veljajo za najboljšo izbiro za homogenizacijo zaradi svoje sposobnosti, da dovajajo visoko intenzivno ultrazvočno energijo neposredno v vzorec, kar proizvaja močne strižne sile. Tukaj je razlog, zakaj se odlikujejo pri nalogah homogenizacije:

• Neposreden prenos energije: Sonicatorji tipa sonde prenašajo ultrazvočno energijo skozi titanovo sondo (ali rog), ki je neposredno potopljena v vzorec. Ta neposreden stik omogoča visoko učinkovit prenos energije, kar ustvarja intenzivno kavitacijo v rešitvi. To je še posebej uporabno za homogenizacijo trdih materialov ali suspenzij, ki zahtevajo veliko sile za razgradnjo delcev in njihovo enakomerno porazdelitev.
• Visoke strižne sile: Intenzivna kavitacija, ki jo povzročajo sondni zvočniki, ustvarja močne strižne sile v tekočini, ki razbijajo delce, motijo celične stene in zmanjšujejo velikost delcev. Te sile pomagajo ustvariti homogeno mešanico, saj lahko učinkovito ravnajo tudi z zelo viskoznimi ali gostimi suspenzijami.
• Nastavljiva intenzivnost: Sonic-type sonicatorji so pogosto opremljeni z nastavljivimi nastavitvami moči, ki uporabniku omogočajo, da prilagodi intenzivnost ultrazvočnega razbijanja specifičnim zahtevam homogenizacije. Nižje ravni moči se lahko uporabljajo za nežno mešanje, medtem ko lahko višje ravni obvladajo zahtevnejše naloge homogenizacije.
• Visoko zmogljiva zmogljivost: Sonicatorji so primerni za visoko zmogljive delovne tokove, kjer več vzorcev zahteva homogenizacijo v kratkem časovnem okviru. S programabilnimi nastavitvami lahko ti zvočni aparati hitro obdelajo vrsto vzorcev, skrajšajo čas priprave in zagotovijo dosledne rezultate. Hielscher ponuja ultrazvočne naprave, ki obdelujejo več vial hkrati ali plošče z več vdolbicami, kar je še posebej dragoceno v raziskovalnih in industrijskih okoljih, ki zahtevajo hitro in enakomerno homogenizacijo v številnih vzorcih.
• Natančnost in nadzor: Ker sondni zvočni aparati omogočajo neposreden stik z vzorcem, zagotavljajo natančnejši nadzor nad postopkom homogenizacije. Globino, frekvenco in nastavitve impulza sonde je mogoče natančno prilagoditi, kar ponuja dosledne in ponovljive rezultate v vseh vzorcih.
• Razširljivost: Z različnimi velikostmi sond, ki so na voljo, so sondni zvočniki primerni za homogenizacijo majhnih in velikih volumnov vzorcev. Manjše sonde so idealne za mikrovolumene, medtem ko večje sonde omogočajo homogenizacijo razsutega vzorca v industrijskih aplikacijah.

Zaradi teh prednosti so naprave za ultrazvočno razbijanje Hielscher najprimernejša izbira za aplikacije, ki zahtevajo temeljito in učinkovito homogenizacijo, kot so priprava emulzij, razgradnja celičnih suspenzij ali ustvarjanje stabilnih disperzij.
 

Visoko zmogljivi ultrazvočni aparati

Imate opravka z zahtevnimi vzorci, visoko zmogljivimi postopki, sterilno homogenizacijo, velikim številom vzorcev ali občutljivimi materiali? Hielscher Ultrasonics ima pravo napravo za ultrazvočno razbijanje za vašo aplikacijo!

Povejte nam o svoji nalogi priprave vzorcev in izzivih, s katerimi se soočate! Z veseljem vam priporočamo najprimernejši sonikator za uspešne raziskovalne eksperimente, analitične naloge ali aplikacije v znanosti o življenju.

Spodnja tabela vam prikazuje približno zmogljivost obdelave naših ultrazvočnih aparatov v laboratoriju:

Projektiranje, izdelava in svetovanje – Kakovost izdelana v Nemčiji

Hielscher ultrazvočni aparati so znani po svojih najvišjih standardih kakovosti in oblikovanja. Robustnost in enostavno upravljanje omogočata nemoteno integracijo naših ultrazvočnih aparatov v industrijske objekte. Težke pogoje in zahtevna okolja zlahka obvladajo Hielscher ultrasonicatorji.

Hielscher Ultrasonics je podjetje s certifikatom ISO in daje poseben poudarek visoko zmogljivim ultrazvočnim aparatom z najsodobnejšo tehnologijo in prijaznostjo do uporabnika. Seveda so Hielscher ultrazvočni aparati skladni s CE in izpolnjujejo zahteve UL, CSA in RoHs.

Hielscher Ultrasonics dobavlja zmogljive brezkontaktne zvočne aparate za pripravo vzorcev in klinično analizo. Plošča z več vdolbicami, sonicator UIP400MTP, VialTweeter, CupHorn in GDmini2 protočni sonikator obdelujejo vzorce, ne da bi se jih dotaknili.