УЗД зондового типу для підготовки зразків: вичерпний посібник

Ультразвукова діагностика зондового типу є потужним інструментом для руйнування клітин, зрізу ДНК і розсіювання частинок у рідких зразках. Як і всі методи в науках про життя, мікробіології та клінічному аналізі, ультразвукове дослідження вимагає ретельної оптимізації, щоб уникнути пошкодження зразків, особливо при роботі з термочутливими матеріалами. Дотримуючись порад – Такі як зберігання зразків на льоду, контроль амплітуди ультразвуку, використання імпульсного режиму та оптимізація глибини занурення сонотроду – Ви зможете досягти ефективних і відтворюваних результатів. Зрештою, добре оптимізований протокол ультразвуку забезпечує успіх подальших додатків і зберігає цілісність ваших дорогоцінних зразків.

ультразвукова хвороба, – Обов'язковий етап пробопідготовки

Ультразвукова діагностика зондового типу є широко використовуваною технікою підготовки зразків у біологічних, хімічних та матеріалознавчих дослідженнях. Процес передбачає використання ультразвукової енергії для розщеплення клітин, зсуву ДНК, розсіювання наночастинок або емульгування розчинів. Передаючи високоенергетичні ультразвукові хвилі через рідкий зразок через зонд (сонотроде, ріжок, сонозонд), ультразвукове дослідження зондового типу створює локалізовані області високого тиску, турбулентності та кавітації, що механічно порушує клітинні структури або однорідно розсіює частинки. Однак техніка вимагає ретельної оптимізації, щоб уникнути пошкодження зразка, особливо чутливих біологічних матеріалів, таких як білки та нуклеїнові кислоти. Цей посібник з ультразвукового дослідження зондового типу дає практичні поради щодо ефективної підготовки зразків.

1. Відрегулюйте налаштування амплітуди
   Під амплітудою звуку розуміється величина коливань, що виробляються зондом. Більш високі амплітуди забезпечують більш інтенсивну ультразвукову енергію, але генерують більше тепла, збільшуючи ризик деградації зразка. Навпаки, нижчі амплітуди забезпечують більш м'яке ультразвукування, зменшуючи накопичення тепла, зберігаючи цілісність зразка.
   Залежно від вашого конкретного застосування, використання нижчої амплітуди протягом тривалого періоду може забезпечити кращі результати, ніж застосування дуже високої амплітуди для коротких серій. Такий підхід зменшує ймовірність термічної деградації, забезпечуючи при цьому адекватне порушення або перемішування зразка.

 

2. Використовуйте автоматичне протоколування даних
   Розумне меню всіх цифрових звуковиків Hielscher відрізняється автоматичним записом даних. У хвилину, коли ви вмикаєте звуковий апарат, з'являються всі важливі дані, такі як споживання енергії (загальна та нетто), амплітуда, потужність, час – Контролюється навіть температура і тиск, якщо ви підключили датчики температури і тиску. Всі дані записуються з позначкою дати і часу у вигляді CSV-файлу на вбудовану SD-карту.

 

3. Оптимізація споживання енергії: отримайте правильну кількість ультразвукової потужності
   Оптимізація ультразвукової обробки за питомим споживанням енергії (Вт/мл) пропонує більш відтворюваний і кількісний підхід, ніж протоколи, засновані на часі. Хоча тривалість ультразвуку залишається фактором, саме загальна доставлена енергія на одиницю об'єму в кінцевому підсумку визначає ступінь руйнування зразка. Недостатнє споживання енергії може призвести до неповного лізису або дисперсії, тоді як надмірне введення може спричинити молекулярну деградацію, денатурацію білків або перегрів, особливо в чутливих біологічних або полімерних системах.
   Наша порада: Почніть з низьких питомих енерговитрат — зазвичай у діапазоні 10–50 Вт/мл, залежно від типу зразка — і поступово збільшуйте за потреби. Слідкуйте за процесом, оцінюючи фізичні зміни (наприклад, каламутність, в'язкість, дисперсія частинок) і стежте за показниками надмірного звукового звуку, такими як надмірне піноутворення, підвищення температури або зміна кольору зразка. Відповідно відрегулюйте амплітуду, цикл імпульсу та тривалість, щоб досягти цільової дози енергії, мінімізуючи термічний або механічний вплив.

 

4. Використовуйте імпульсний режим, щоб мінімізувати накопичення тепла
   Ультразвуки Hielscher можуть працювати в імпульсному режимі, що особливо корисно для чутливих до температури зразків. Імпульсний режим чергується між фазами ультразвукового випромінювання та відпочинку, дозволяючи зразку охолоджуватися між імпульсами. Це запобігає різким стрибкам температури, мінімізуючи ризик деградації, спричиненої нагріванням.

 

5. Важливість контролю температури: тримайте зразки прохолодними
   Звуковий звук передає ультразвукову енергію в рідину, виробляючи тепло за рахунок турбулентності та тертя. Якщо це не контролювати, це може призвести до підвищення температури, що може погіршити чутливі біологічні зразки, такі як білки, ферменти та нуклеїнові кислоти. Щоб пом'якшити це, контроль температури має вирішальне значення під час ультразвуку.
   Одним з найпростіших і ефективних способів запобігання перегріву є зберігання зразків на льоду протягом усього процесу ультразвуку. Це допомагає підтримувати стабільну низьку температуру та захищає ваш зразок від термічної деградації.
   Всі цифрові звукоізолятори Hielscher оснащені моніторингом температури. Вставний датчик температури безперервно вимірює температуру в зразку. Відповідно до встановленої межі температури в програмі, звуковий апарат автоматично робить паузу при досягненні верхньої межі температури і продовжує ультразвук, як тільки досягається нижня межа встановленої дельти температури.
   Крім того, ви можете:
   • Помістіть пробірку для зразка на лід перед початком процесу ультразвуку.
   • Періодично робіть паузи в ультразвуку, щоб забезпечити охолодження, якщо необхідні тривалі сеанси.
   • Тримайте зразок на льоду після ультразвуку, щоб ще більше стабілізувати його.

   Це особливо важливо для зразків білка, оскільки білки можуть швидко денатурувати при підвищених температурах. Зберігаючи свої зразки холодними, ви зберігаєте їх функціональну цілісність для подальших застосувань, таких як вестерн-блотинг, ферментний аналіз або мас-спектрометрія.

 

6. Правильний розмір сонотроду для вашого зразка
   Вибір правильного розміру сонотроду для ультразвукового дослідження зразків у науках про життя та мікробіології має вирішальне значення для забезпечення оптимальної передачі енергії та ефективного руйнування клітин або біомолекул. Сонотрод правильного розміру забезпечує ефективну кавітацію, яка необхідна для руйнування клітинних стінок, лізування клітин і гомогенізації зразків. Якщо сонотрод занадто великий або занадто малий для обсягу або типу зразка, це може призвести до нерівномірного ультразвуку, надмірного нагрівання або неадекватного руйнування клітин, що потенційно може погіршити експериментальні результати. Таким чином, вибір відповідного розміру сонотроду допомагає зберегти цілісність зразка та забезпечує відтворюваність в експериментах.

 

7. Правильна глибина зонда: уникайте піноутворення та рівномірного впливу
   Розміщення зонда є критичним, але часто ігнорованим фактором ультразвукового випромінювання. Правильна глибина зонда забезпечує ефективну передачу енергії та змішування зразків. Якщо зонд занадто неглибокий, ви можете зіткнутися з надмірним піноутворенням, що може затримувати бульбашки повітря та знижувати ефективність ультразвуку. Якщо зонд занадто глибокий, ви можете не досягти адекватного кровообігу, що призведе до нерівномірного ультразвукового дослідження зразка.
   Ідеальна глибина зонда зазвичай знаходиться між 1/4 і 1/3 висоти рідини в трубці або контейнері. Експериментуйте з різною глибиною, щоб знайти оптимальне положення, яке максимізує передачу енергії, не викликаючи піноутворення.
   Великий контейнер для зразка може виграти від повільного переміщення сонотроду через зразок, щоб забезпечити рівномірне ультразвукове дослідження всього зразка.
   Якщо ви використовуєте мультизразкові ультразвукові системи моделей CupHorn або UIP400MTP, заповніть чашковий горн, як описано в інструкції.

 

8. Оптимізуйте процес ультразвукового дослідження: адаптуйте свій зразок
   Запорукою успішного ультразвукового дослідження зондового типу є оптимізація. Оскільки різні зразки, включаючи клітини, тканини та хімічні речовини, по-різному реагують на ультразвукову енергію, важливо адаптувати процес до ваших конкретних потреб. Фактори, які слід враховувати під час оптимізації, включають:
   Обсяг вибірки: Для великих обсягів може знадобитися довший час ультразвуку або вища амплітуда.
   Зразкова в'язкість: В'язкі зразки можуть потребувати більш інтенсивного ультразвукового випромінювання для досягнення достатнього порушення.
   Бажаний результат: Якщо ви лізуєте жорсткі тканини, може знадобитися більш інтенсивний режим ультразвукового дослідження, тоді як для зрізу ДНК може бути достатньо коротшого ультразвуку.
   Шляхом систематичного тестування та уточнення параметрів – Такі як амплітуда, тривалість і глибина зондування — ви можете оптимізувати процес ультразвукового дослідження для свого унікального зразка.

Знайдіть правильний звуковий апарат для вашого завдання з підготовки зразків

Hielscher Ultrasonics пропонує повний спектр ультразвукових приладів для вашого завдання з підготовки зразків. Розкажіть нам про важливі фактори, такі як тип зразка, обсяг і конкретна програма, над якою ви працюєте. Наша команда експертів з радістю проконсультує вас, запропонувавши найбільш підходящий ультразвуковий гомогенізатор для ваших наукових експериментів.

Наведена нижче таблиця дає уявлення про приблизну потужність обробки наших ультразвукових апаратів лабораторного розміру:

Hielscher Ultrasonics є сертифікованою компанією ISO і приділяє особливу увагу високопродуктивним ультразвуковим апаратам, які відрізняються найсучаснішими технологіями та зручністю для використання. Звичайно, ультразвукові апарати Hielscher відповідають вимогам CE та відповідають вимогам UL, CSA та RoHs.

Hielscher Ultrasonics постачає потужні безконтактні ультразвукові апарати для підготовки зразків та клінічного аналізу. Багатолунковий пластинчастий сонікатор UIP400MTP, VialTweeter, Горн CupHorn і проточний звуковий апарат GDmini2 обробляти зразки, не торкаючись їх.