Засвоєння лабораторних завдань за допомогою ультразвукового гомогенізатора
Ультразвукові апарати є важливими лабораторними інструментами, які використовуються для широкого спектру застосувань, таких як гомогенізація та змішування, екстракція, диспергування, емульгування, розчинення, руйнування клітин, фрагментація ДНК та сонохімічні реакції. Як правило, ультразвукові апарати зондового типу використовуються для виконання цих поширених завдань у повсякденній лабораторній роботі. Для лабораторних зразків, де перехресне забруднення або втрата зразка є обмежувальними факторами, безконтактні ультразвукові апарати Hielscher є найкращим рішенням для підготовки ультразвукових зразків.
Зондові та безконтактні ультразвукові апарати
Ультразвуковий апарат зондового типу наносить інтенсивні ультразвукові хвилі – фокусується на кінчику сонотроду або зонда – в середу. Використання відкритої або закритої посудини дозволяє проводити просту, але надійну ультразвукову обробку рідких середовищ. Монтаж сонотроду до проточної камери дозволяє забезпечити безперервне ультразвукування струменя рідини. Така проточна установка є складним способом ультразвукової обробки великих обсягів або в'язких рідин і паст.
Використовуючи безконтактні ультразвукові апарати, такі як VialTweeter, Multi-well Plate Sonicator UIP400MTP, CupHorn і проточний реактор GDmini2, зразки можна обробляти в безконтактних умовах – уникнення перехресного забруднення та втрати зразків. Ще однією перевагою безконтактних ультразвукових апаратів Hielscher є висока пропускна здатність при пробопідготовці.
Ультразвук — це акт застосування потужного ультразвуку за допомогою ультразвукового зонда для перемішування та маніпулювання частинками в зразку. Ультразвукові апарати широко використовуються в академічних дослідженнях, аналітичних та судово-медичних лабораторіях, клінічних установах та виробничих майданчиках, де ультразвук використовується для гомогенізації та змішування рідко-рідких або рідко-твердих суспензій, для екстракції біологічно активних речовин та клітинних сполук, для розпаду клітин, бактерій та тканин, для розчинення порошків, для видалення біоплівок або для ініціації хімічних реакцій.
Оскільки область застосування ультразвукових апаратів дуже широка, ультразвукові апарати часто називають у зв'язку з їх конкретним завданням. Саме тому ви можете знайти ультразвукові апарати під різними термінами, такими як:
- Ультразвуковий гомогенізатор:
Ультразвукові гомогенізатори використовуються для змішування і змішування двох і більше фаз в однорідну суспензію. Будучи потужною альтернативою гомогенізаторам високого тиску, лопатевим міксерам і мікрофлюїдизаторам, зондові ультразвуки сяють своєю винятковою здатністю виробляти нанодисперсії та наноемульсії. - Ультразвуковий диспергатор:
Ультразвукові диспергатори використовують високочастотні звукові хвилі для розщеплення частинок на менші розміри та рівномірного їх розподілу в рідині. Цей процес особливо корисний для створення стабільних суспензій твердих частинок у рідинах, таких як диспергування пігментів у чорнилах або частинок у суспензіях. - Ультразвуковий емульгатор:
Ультразвукові емульгатори використовують ультразвукові хвилі для створення тонких емульсій шляхом змішування двох рідин, що не змішуються, таких як масло та вода. Звукові хвилі високої інтенсивності генерують кавітаційні бульбашки, які вибухають, створюючи інтенсивні сили зсуву, які розщеплюють краплі на нанорозмірні емульсії, роблячи їх стабільними та однорідними. - Ультразвукова дробарка клітин:
Також відомі як ультразвукові руйнівники клітин або лізери, ці пристрої використовують ультразвукову енергію для розриву клітинних мембран і вивільнення внутрішньоклітинного вмісту. Цей процес має важливе значення в біологічних і біохімічних додатках для вилучення білків, ДНК та інших клітинних компонентів. - Ультразвуковий екстрактор:
Ультразвукові екстрактори застосовують ультразвукові хвилі для руйнування рослинного матеріалу, посилюючи екстракцію біологічно активних сполук, таких як ефірні олії, флавоноїди або інші фітохімічні речовини. Ефект кавітації покращує проникнення розчинника та масообмін, що призводить до більш ефективної екстракції. - Ультразвуковий розсольник:
Ультразвукові розчинники використовують ультразвукову енергію для швидкого та ефективного розчинення твердих речовин у рідинах. Це корисно для приготування розчинів або суспензій, де розчинена речовина повинна бути рівномірно і швидко розподілена, наприклад, у фармацевтичних препаратах або хімічних складах. - Ультразвуковий міксер:
Ультразвукові міксери використовують ультразвукові хвилі високої інтенсивності для змішування рідин і суспензій, забезпечуючи однорідний склад. Цей процес змішування може обробляти широкий діапазон в'язкості та особливо ефективний для гомогенізації продуктів, які важко змішувати звичайними методами, такими як цементні пасти або основні партії з високими твердими навантаженнями. - Ультразвуковий агітатор:
Ультразвукові мішалки використовують ультразвукову енергію для перемішування або перемішування рідин, сприяючи рівномірному перемішуванню та запобігаючи осіданню. Цей метод вигідний у різних галузях промисловості для збереження стабільності розчинів, суспензій або дисперсій протягом тривалого часу.
УЗД багатолункових тарілок і чашок Петрі
Багатолункові тарілки і чашки Петрі - це звичайні лабораторні посудини, які сильно відрізняються один від одного. Багатолункові пластини, також відомі як мікропластини або мікролункові пластини, являють собою плоскі пластини з декількома “Свердловин” Використовуються у вигляді невеликих пробірок. Вони бувають різних конфігурацій, як правило, з 6, 12, 24, 48, 96, 384 або 1536 свердловинами, що дозволяє проводити високопродуктивний скринінг і тестування.
З іншого боку, чашки Петрі — це неглибокий посуд циліндричної форми з кришкою, який зазвичай виготовляється зі скла або пластику. Вони забезпечують рівну площу поверхні для культивування мікроорганізмів.
Специфічна конструкція обох судин для зразків пов'язана з проблемами, коли ультразвук повинен застосовуватися як етап обробки. З пластинчастим сонікатором UIP400MTP компанія Hielscher пропонує потужний звуковий апарат, який може впоратися з будь-якими стандартними багатолунковими пластинами, мікропластинами та чашками Петрі.
Дізнайтеся більше про UIP400MTP як потужний звукорежисер для приготування проб у 96-лункових тарілках та чашках Петрі!
Цей звукорежисер Hielscher сертифікований ISO, відповідає UL, RoHs і CE. Він має можливість роботи 24/7 для робочих процесів з високою пропускною здатністю.
У таблиці нижче наведено огляд наших безконтактних ультразвукових пристроїв зондового типу для поширених лабораторних застосувань:
| Рекомендовані пристрої | Об'єм партії | Витрата |
|---|---|---|
| UIP400MTP 96-лунковий пластинчастий звуковий апарат | Багатолункові / мікротитрові пластини | Н.А. |
| Ультразвуковий CupHorn | CupHorn для флаконів або мензурки | Н.А. |
| GDmini2 | Ультразвуковий мікропотоковий реактор | Н.А. |
| VialTweeter | 0від .5 до 1.5 мл | Н.А. |
| UP100H | Від 1 до 500 мл | Від 10 до 200 мл/хв |
| UP200Ht, UP200St | Від 10 до 1000 мл | Від 20 до 200 мл/хв |
| UP400St | Від 10 до 2000 мл | Від 20 до 400 мл/хв |
| UIP500hdT | Від 100 до 5000 мл | 0від .1 до 4 л/хв |
| Ультразвуковий шейкер для сита | Н.А. | Н.А. |
Зв'яжіться з нами! / Запитайте нас!
Поширені запитання
Як користуватися лабораторним ультразвуковим апаратом?
Лабораторний ультразвуковий апарат — це інструмент, який використовується для застосування ультразвукової енергії для збудження частинок у зразку, часто з метою гомогенізації, емульгування, розсіювання наночастинок або руйнування клітин. Щоб використовувати лабораторний ультразвуковий апарат, спочатку потрібно підготувати зразок у відповідному контейнері. Якщо ви використовуєте сонікатор зондового типу, занурте зонд у зразок, переконавшись, що він не торкається стінок або дна контейнера. Відрегулюйте параметри звукового апарату, такі як амплітуда, частота імпульсу та тривалість, відповідно до конкретних вимог вашого застосування. Для безконтактного ультразвукового апарату помістіть контейнер для зразка в тримач, як зазначено в інструкції, щоб ультразвукові хвилі передавалися оптимальним чином. Увімкніть ультразвуковий апарат і стежте за процесом, регулюючи параметри в міру необхідності для досягнення бажаного ефекту. Завжди надягайте відповідні захисні засоби, такі як засоби захисту органів слуху.
Яке застосування ультразвукових апаратів у лабораторіях?
Ультразвукове дослідження має численні застосування в лабораторіях різних галузей. Він зазвичай використовується для руйнування клітин і лізису, дозволяючи екстрагувати внутрішньоклітинні компоненти, такі як ДНК, РНК і білки. Він також використовується для приготування емульсій і дисперсій, що посилює змішування рідин, що не змішуються, або розподіл наночастинок у середовищі. Соніки цінні для синтезу наночастинок, допомагаючи зменшити розмір частинок і запобігти агломерації. Крім того, ультразвук використовується для дегазації рідин, видалення розчинених газів, які можуть заважати певним аналітичним методам.
У чому різниця між сонікатором зондового типу та ультразвуковою ванною?
Основна відмінність зондового типу УЗД від ультразвукової ванни полягає в їх конструкції і застосуванні. Ультразвуковий апарат зондового типу використовує титановий зонд, який безпосередньо контактує зі зразком, доставляючи інтенсивну ультразвукову енергію до локалізованої ділянки. Таке пряме нанесення ідеально підходить для малих і великих обсягів і забезпечує точний контроль над процесом ультразвуку. На відміну від цього, ультразвукова ванна передає ультразвукові хвилі через рідке середовище, в яку поміщений контейнер для зразка. Цей непрямий ультразвук слабкий і неоднорідний, тому зазвичай використовується для очищення або дегазації.
Непрямий ультразвук в інтенсивних і однорідних умовах може бути досягнутий за допомогою безконтактних ультразвукових апаратів, таких як VialTweeter, Multi-well Plate Sonicator UIP400MTP або проточний реактор GDmini2. Ці потужні ультразвукові апарати з високою пропускною здатністю дозволяють точно контролювати ультразвукове дослідження зразків, що робить їх придатними для досліджень і діагностики.
Яке застосування ультразвукової діагностики при ВЕРХ?
У високоефективній рідинній хроматографії (ВЕРХ) ультразвук дозволяє модифікувати та функціоналізувати наночастинки, такі як мікросфери кремнезему або цирконію. Ультразвук є високоефективним методом синтезу частинок кремнезему в оболонці ядра, які особливо корисні для колон ВЕРХ.
Крім того, для пробопідготовки використовується ультразвукове дослідження. Він забезпечує ретельне змішування та розчинення аналітів та реагентів, що має вирішальне значення для точних та відтворюваних хроматографічних результатів. Ультразвукова хвороба допомагає в дегазації розчинників, видаленні розчинених газів, які можуть утворювати бульбашки та перешкоджати потоку та виявленню в системах ВЕРХ. Крім того, ультразвук використовується для очищення компонентів ВЕРХ, таких як колонки та деталі інжектора, забезпечуючи ефективне видалення будь-яких забруднень або залишків.
Як ультразвуковий апарат використовується в біотехнології та науках про життя?
У біотехнології та науках про життя ультразвукові апарати є незамінним інструментом для різних застосувань. Вони широко використовуються для лізису клітин і вилучення внутрішньоклітинних матеріалів, що має важливе значення для досліджень молекулярної біології за участю нуклеїнових кислот і білків. Ультразвук використовується для фрагментації ДНК, РНК і хроматину для секвенування та інших генетичних аналізів, що дозволяє вивчати генетичний матеріал у більш тонкому масштабі. Крім того, ультразвукові апарати використовуються при приготуванні ліпосом та інших систем доставки ліків на основі наночастинок, підвищуючи ефективність і цілеспрямованість терапевтичних засобів.
Література / Список літератури
- 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 виробляє високоефективні ультразвукові гомогенізатори з Лабораторії до промислові розміри.