Успешно обављање лабораторијских задатака помоћу ултразвучног хомогенизатора
Соникатори су неопходни лабораторијски инструменти који се користе за широк спектар примена, као што су хомогенизација и мешање, екстракција, дисперговање, емулговање, растварање, разарање ћелија, фрагментација ДНК и сонохемијске реакције. За обављање ових уобичајених задатака у свакодневном лабораторијском раду обично се користе соникатори са сондом. За лабораторијске узорке код којих су унакрсна контаминација или губитак узорка ограничавајући фактори, бесконтактни соникатори Hielscher представљају први избор за ултразвучну припрему узорака.
Соникатори са сондом и бесконтактни соникатори
Соникатор са сондом уноси интензивне ултразвучне таласе – фокусиране на врху сонотроде или сонде – у медијум. Коришћење отворене или затворене посуде омогућава једноставну, али поуздану ултразвучну обраду течних медијума. Постављање сонотроде у проточну ћелију омогућава континуирану соникацију тока течности. Оваква проточна конфигурација представља напредан начин ултразвучне обраде већих запремина или вискозних течности и паста.
Коришћењем бесконтактних соникатора као што су VialTweeter, соникатор за плоче са више бунарчића UIP400MTP, CupHorn и проточни реактор GDmini2, узорци се могу обрађивати без додиривања / без контакта – чиме се избегавају унакрсна контаминација и губитак узорка. Још једна предност бесконтактних соникатора Hielscher јесте велики капацитет обраде узорака при њиховој припреми.

Соникација је поступак примене ултразвука велике снаге помоћу ултразвучне сонде ради покретања честица у узорку и манипулисања њима. Ултразвучни уређаји се широко користе у академским истраживањима, аналитичким и форензичким лабораторијама, клиничким установама и производним погонима, где се соникација користи за хомогенизацију и мешање суспензија типа течност–течност или течност–чврста материја, за екстракцију биоактивних супстанци и ћелијских једињења, за разарање ћелија, бактерија и ткива, за растварање прахова, за одвајање биофилмова или за покретање хемијских реакција.
Пошто је област примене соникатора толико широка, соникатори се често називају према свом конкретном задатку. Због тога ултразвучне уређаје можете пронаћи под различитим називима, као што су:
- Ултразвучни хомогенизатор:
Ултразвучни хомогенизатори се користе за мешање и сједињавање двеју или више фаза у хомогену суспензију. Као моћна алтернатива хомогенизаторима високог притиска, мешалицама са сечивима и микрофлуидизаторима, соникатори са сондом истичу се изузетном способношћу производње нанодисперзија и наноемулзија. - Ултразвучни диспергатор:
Ултразвучни диспергатори користе звучне таласе високе фреквенције за уситњавање честица и њихово равномерно распоређивање у течности. Овај процес је посебно користан за стварање стабилних суспензија чврстих честица у течностима, као што је дисперговање пигмената у мастилима или честица у муљевима. - Ултразвучни емулгатор:
Ултразвучни емулгатори користе ултразвучне таласе за стварање финих емулзија мешањем двеју течности које се међусобно не мешају, као што су уље и вода. Звучни таласи високог интензитета стварају кавитационе мехуриће који имплодирају, стварајући интензивне силе смицања које уситњавају капљице до формирања емулзија нанометарских димензија, чинећи их стабилним и хомогеним. - Ултразвучни разарач ћелија:
Познати и као ултразвучни дезинтегратори ћелија или уређаји за лизу, ови уређаји користе ултразвучну енергију за разарање ћелијских мембрана и ослобађање унутарћелијског садржаја. Овај процес је неопходан у биолошким и биохемијским применама за екстракцију протеина, ДНК и других ћелијских компоненти. - Ултразвучни екстрактор:
Ултразвучни екстрактори примењују ултразвучне таласе за разарање биљног материјала, побољшавајући екстракцију биоактивних једињења, као што су етарска уља, флавоноиди или друге фитохемикалије. Ефекат кавитације побољшава продирање растварача и пренос масе, што доводи до ефикасније екстракције. - Ултразвучни уређај за растварање:
Ултразвучни растварачи користе ултразвучну енергију за брзо и ефикасно растварање чврстих материја у течностима. Ово је корисно за припрему раствора или суспензија у којима супстанцу која се раствара треба равномерно и брзо дисперговати, на пример у фармацеутским препаратима или хемијским формулацијама. - Ултразвучни миксер:
Ултразвучни миксери користе ултразвучне таласе високог интензитета за мешање течности и муљева, обезбеђујући уједначен састав. Овај поступак мешања погодан је за широк распон вискозности и посебно је ефикасан при хомогенизацији производа које је тешко мешати конвенционалним методама, као што су цементне пасте или концентроване смеше са високим садржајем чврсте материје. - Ултразвучна мешалица:
Ултразвучне мешалице користе ултразвучну енергију за мешање или побуђивање кретања течности, чиме подстичу равномерно мешање и спречавају таложење. Ова метода је корисна у различитим индустријским гранама за одржавање уједначености раствора, суспензија или дисперзија током времена.
Соникација плоча са више бунарчића и Петријевих шоља
Плоче са више бунарчића и Петријеве шоље су уобичајене лабораторијске посуде. Плоче са више бунарчића, познате и као микроплоче или плоче са микробунарчићима, јесу равне плоче са више „бунарчића“ који се користе као мале епрувете. Доступне су у различитим конфигурацијама, обично са 6, 12, 24, 48, 96, 384 или 1536 бунарчића, што омогућава скрининг и испитивање великог броја узорака.
Петријеве шоље су, с друге стране, плитке, цилиндричне посуде са поклопцем, обично израђене од стакла или пластике. Оне обезбеђују равну површину за узгајање микроорганизама.
Специфична конструкција обе врсте посуда за узорке представља изазов када соникацију треба применити као корак обраде. Са соникатором за плоче UIP400MTP, Hielscher нуди снажан соникатор којим се могу обрађивати било које стандардне плоче са више бунарчића, микроплоче и Петријеве шоље.
Сазнајте више о UIP400MTP као снажном соникатору за припрему узорака у плочама са 96 бунарчића и Петријевим шољама!
Табела у наставку даје преглед наших ултразвучних уређаја са сондом и бесконтактних ултразвучних уређаја за уобичајене лабораторијске примене:
| Препоручени уређаји | Запремина шарже | Проток |
|---|---|---|
| Соникатор UIP400MTP за плоче са 96 бунарчића | плоче са више бунарчића / микротитарске плоче | n.a. |
| Ултразвучни CupHorn | CupHorn за бочице или лабораторијску чашу | n.a. |
| GDmini2 | ултразвучни микропроточни реактор | n.a. |
| VialTweeter | 0,5 до 1,5mL | n.a. |
| UP100H | 1 до 500mL | 10 до 200mL/min |
| UP200Ht, UP200St | 10 до 1000mL | 20 до 200mL/min |
| UP400St | 10 до 2000mL | 20 до 400mL/min |
| UIP500hdT | 100 до 5000mL | 0,1 до 4L/min |
| Ултразвучни тресач сита | n.a. | n.a. |
Контактирајте нас! / Питајте нас!
Често постављана питања
Како се користи лабораторијски соникатор?
Лабораторијски соникатор је инструмент који се користи за примену ултразвучне енергије ради побуђивања кретања честица у узорку, често у сврху хомогенизације, емулговања, дисперговања наночестица или разарања ћелија. Да бисте користили лабораторијски соникатор, најпре треба да припремите узорак у одговарајућој посуди. Ако користите соникатор са сондом, уроните сонду у узорак водећи рачуна да не додирује зидове или дно посуде. Прилагодите подешавања соникатора, као што су амплитуда, учесталост импулса и трајање, специфичним захтевима ваше примене. Код бесконтактног соникатора поставите посуду са узорком у држач према упутству за употребу, тако да се ултразвучни таласи преносе на оптималан начин. Укључите соникатор и пратите процес, прилагођавајући параметре по потреби да бисте постигли жељени ефекат. Увек носите одговарајућу заштитну опрему, као што је заштита за слух.
Које су примене соникатора у лабораторијама?
Соникација има бројне примене у лабораторијама у различитим областима. Често се користи за разарање и лизу ћелија, чиме се омогућава екстракција унутарћелијских компоненти као што су ДНК, РНК и протеини. Примењује се и у припреми емулзија и дисперзија, побољшавајући мешање течности које се међусобно не мешају или распоређивање наночестица унутар медијума. Соникатори су драгоцени у синтези наночестица јер помажу у смањењу величине честица и спречавању агломерације. Поред тога, соникација се користи за дегазацију течности, уклањањем растворених гасова који могу ометати одређене аналитичке технике.
Прочитајте више о томе како соникација може да побољша лизу ћелија помоћу лизозима!
Која је разлика између соникатора са сондом и ултразвучног купатила?
Основна разлика између соникатора са сондом и ултразвучног купатила лежи у њиховој конструкцији и примени. Соникатор са сондом користи титанијумску сонду која је у непосредном контакту са узорком и преноси интензивну ултразвучну енергију на ограничено подручје. Ова директна примена идеална је за мале до велике запремине и омогућава прецизну контролу процеса соникације. Насупрот томе, ултразвучно купатило преноси ултразвучне таласе кроз течни медијум у који се поставља посуда са узорком. Ова индиректна соникација је слаба и неуједначена, па се зато обично користи за чишћење или дегазацију.
Интензивна и уједначена индиректна соникација може се постићи употребом бесконтактних соникатора као што су VialTweeter, соникатор за плоче са више бунарчића UIP400MTP или проточни реактор GDmini2. Ови соникатори велике снаге и високог капацитета обраде узорака омогућавају прецизно контролисану соникацију узорака, што их чини погодним за истраживања и дијагностику.
Које су примене соникације у HPLC?
Ултразвучна припрема узорака унапређује HPLC анализу коришћењем акустичне кавитације за разарање матрица узорака и убрзавање преноса аналита у растварач за екстракцију. Ова техника побољшава ефикасност екстракције, повећава степен искоришћења аналита и скраћује време припреме узорака, омогућавајући осетљивију и поновљивију хроматографску анализу. Прочитајте више о ултразвучној припреми узорака за HPLC!
У течној хроматографији високих перформанси (HPLC), соникација омогућава модификацију и функционализацију наночестица, као што су микросфере силицијум-диоксида или цирконијум-диоксида. Ултразвучна обрада је веома ефикасна метода за синтезу честица силицијум-диоксида са структуром језгро–омотач, које су посебно корисне за HPLC колоне. Прочитајте више!
Поред тога, соникација се користи за припрему узорака. Она обезбеђује темељно мешање и растварање аналита и реагенаса, што је кључно за тачне и поновљиве хроматографске резултате. Соникација помаже у дегазацији растварача, уклањајући растворене гасове који могу формирати мехуриће и ометати проток и детекцију у HPLC системима. Соникација се такође користи за чишћење HPLC компоненти, као што су колоне и делови инјектора, обезбеђујући ефикасно уклањање свих нечистоћа или остатака.
Како се соникатор користи у биотехнологији и наукама о животу?
У биотехнологији и наукама о животу, ултразвучни уређаји су незаменљив алат за различите примене. Широко се користе за лизу ћелија и екстракцију унутарћелијског материјала, што је неопходно за молекуларнобиолошка истраживања која обухватају нуклеинске киселине и протеине. Соникација се примењује за фрагментацију ДНК, РНК и хроматина ради секвенцирања и других генетичких анализа, омогућавајући проучавање генетичког материјала на финијем нивоу. Осим тога, соникатори се користе за припрему липозома и других система за испоруку лекова заснованих на наночестицама, чиме се побољшавају ефикасност и циљано деловање терапијских агенаса.
Соникатор за плоче са више бунарчића UIP400MTP користи се за минијатуризацију тестова и интеграцију у лабораторијску аутоматизацију – омогућавајући несметане радне токове са високим капацитетом обраде узорака. Прочитајте више о соникатору за микроплоче UIP400MTP за радне токове са високим капацитетом обраде узорака!
Литература / Референце
- 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 производи ултразвучне хомогенизаторе високих перформанси од лабораторијских до индустријских размера.

