Ultraljudsbehandling enheter för dina labbuppgifter

Ultraljudsbehandlingar, särskilt sond-typ sonikatorer, är mycket specialiserade verktyg som ofta används i både laboratorium och industriella miljöer. Dessa instrument utnyttjar kraften i ultraljud för att effektivt bearbeta olika material. Genom att överföra ultraljudsenergi genom en sond (eller horn) till en vätska eller slurry, genererar de högintensiva, lågfrekventa ljudvågor, vilket inducerar akustisk kavitation - ett fenomen som kännetecknas av snabb bildning, expansion och kollaps av mikrobubblor. Denna process frigör intensiva mekaniska krafter, inklusive lokaliserade skjuvspänningar, stötvågor och mikrostrålar, som driver tillämpningar som homogenisering, celllys, minskning av partikelstorlek och dispersion.

Förstå ultraljudsbehandling och kavitation

Ultraljudsbehandling är processen att applicera ultraljudsenergi för att röra om partiklar i en vätska. Ultraljud vid frekvenser mellan ca 20 kHz och 30 kHz kan generera tillräckligt med ström för att utföra homogeniseringsuppgifter effektivt. Sådana ultraljudsljudvågor inducerar snabba cykler av kompression och expansion i vätskan, vilket leder till bildandet av mikroskopiska bubblor. När dessa mikrobubblor kollapsar våldsamt kan extrema krafter observeras. Detta energitäta fenomen är känt som kavitation och är drivkraften bakom effektiviteten av ultraljudsbehandling i materialbearbetning:

• Kavitationsbubblor: Dessa mikrobubblor växer under ljudvågens expansionsfas och kollapsar våldsamt under kompressionsfasen. Denna kollaps frigör lokala högenergizoner med temperaturer och tryck som når tusentals grader Celsius och hundratals atmosfärer, om än kortvarigt och i mikroskopisk skala.
• Mekaniska skjuvkrafter: Kollapsen av kavitationsbubblor genererar intensiva skjuvkrafter som kan störa cellväggar, sprida partiklar och homogenisera blandningar med exceptionell effektivitet.
  Förmågan att kontrollera kavitation är det som gör ultraljudsbehandling så värdefull inom olika vetenskapliga områden, från molekylärbiologi till materialvetenskap.

Typer av laboratoriesonikatorer

De två vanligaste typerna av sonikatorer som används i laboratorier är:

• Sond-typ sonikatorer: Dessa sonikatorer använder en titansond för att direkt överföra ultraljudsenergi till provet. De är idealiska för högintensiva applikationer som celllys, partikelstorleksreduktion och emulgering, eftersom de levererar koncentrerad energi direkt in i vätskan. Sondsonikatorer är ofta gynnade för applikationer som kräver hög kontroll över kavitationsintensiteten.
• Ultraljudsapparater av badtyp: I denna uppställning placeras proverna i ett vattenbad som sedan sonikeras. Denna metod ger enhetlig men i allmänhet mindre intensiv ultraljudsbehandling jämfört med sondtyper. Bad sonikatorer är användbara för rengöring av laboratorieutrustning, skonsam blandning och vissa typer av kemiska reaktioner.

Varför är sond-typ sonikatorer bäst för homogenisering?

Sond-typ sonikatorer anses vara det bästa valet för homogenisering på grund av deras förmåga att leverera högintensiv ultraljudsenergi direkt in i provet, vilket producerar kraftfulla skjuvkrafter. Här är varför de utmärker sig i homogeniseringsuppgifter:

• Direkt energiöverföring: Sond-typ sonikatorer överför ultraljudsenergi genom en titansond (eller horn) som är direkt nedsänkt i provet. Denna direktkontakt möjliggör mycket effektiv energiöverföring, vilket skapar intensiv kavitation direkt i lösningen. Detta är särskilt användbart för homogenisering av tuffa material eller suspensioner som kräver betydande kraft för att bryta ner partiklar och fördela dem jämnt.
• Höga skjuvkrafter: Den intensiva kavitationen som orsakas av sond-typ sonikatorer genererar starka skjuvkrafter i vätskan, som bryter isär partiklar, stör cellväggar och minskar partikelstorlekar. Dessa krafter hjälper till att skapa en homogen blandning, eftersom de kan hantera även mycket viskösa eller täta suspensioner effektivt.
• Justerbar intensitet: Sond-typ sonikatorer kommer ofta med justerbara effektinställningar, vilket gör att användaren kan skräddarsy intensiteten av ultraljudsbehandling för att passa de specifika homogeniseringskraven. Lägre effektnivåer kan användas för skonsam blandning, medan högre nivåer kan hantera mer utmanande homogeniseringsuppgifter.
• Kapacitet för hög genomströmning: Sonikatorer är väl lämpade för arbetsflöden med hög genomströmning, där flera prover kräver homogenisering inom en kort tidsram. Med programmerbara inställningar kan dessa sonikatorer snabbt bearbeta en serie prover, vilket minskar förberedelsetiden och säkerställer konsekventa resultat. Hielscher erbjuder ultraljudsbehandlingsenheter som hanterar flera flaskor samtidigt eller flera brunnsplattor, vilket är särskilt värdefullt i forsknings- och industriella miljöer som kräver snabb, enhetlig homogenisering över många prover.
• Precision och kontroll: Eftersom sond-typ sonikatorer tillåter direktkontakt med provet, ger de mer exakt kontroll över homogeniseringsprocessen. Sondens inställningar för nedsänkningsdjup, frekvens och puls kan finjusteras, vilket ger konsekventa och reproducerbara resultat över prover.
• Skalbarhet: Med olika sondstorlekar tillgängliga är sondsonikatorer av sondtyp lämpliga för homogenisering av både små och stora provvolymer. Mindre sonder är idealiska för mikrovolymer, medan större sonder möjliggör homogenisering av bulkprover i industriella tillämpningar.

Dessa fördelar gör Hielscher ultraljudsbehandlingsanordningar det föredragna valet för applikationer som kräver grundlig och effektiv homogenisering, såsom att förbereda emulsioner, bryta ner cellsuspensioner, eller skapa stabila dispersioner.
 

Högpresterande ultraljudsapparater

Har du att göra med utmanande prover, processer med hög genomströmning, steril homogenisering, stort provantal eller känsliga material? Hielscher Ultrasonics har rätt ultraljudsbehandling enhet för din applikation!

Berätta för oss om din provberedningsuppgift och de utmaningar du står inför! Vi rekommenderar dig gärna den mest lämpliga ultraljudsapparaten för framgångsrika forskningsexperiment, analytiska uppgifter eller biovetenskapliga tillämpningar.

Tabellen nedan ger dig en indikation på den ungefärliga bearbetningskapaciteten för våra ultraljudsapparater i labbstorlek:

Design, tillverkning och rådgivning – Kvalitet tillverkad i Tyskland

Hielscher ultraljudsapparater är välkända för sina högsta kvalitets- och designstandarder. Robusthet och enkel drift möjliggör en smidig integration av våra ultraljudsapparater i industriella anläggningar. Tuffa förhållanden och krävande miljöer hanteras enkelt av Hielscher ultraljudsapparater.

Hielscher Ultrasonics är ett ISO-certifierat företag och lägger särskild vikt vid högpresterande ultraljudsapparater med den senaste tekniken och användarvänligheten. Naturligtvis är Hielscher ultraljudsapparater CE-kompatibla och uppfyller kraven i UL, CSA och RoHs.

Hielscher Ultrasonics levererar kraftfulla beröringsfria sonikatorer för provberedning och klinisk analys. Multi-well Plate Sonicator UIP400MTP, VialTweeter, CupHorn och GDmini2 flöde ultraljudssond bearbeta proverna utan att röra dem.