Široký rozsah použitia pre ultrazvukové homogenizátory

Ultrazvuková homogenizačná technológia sa používa najmä na prípravu a výrobu laboratórnych vzoriek, vrátane homogenizácie, emulgácie a suspendovania rôznych látok, ako aj urýchlenie chemických reakcií, rozrušovanie buniek a extrakciu obsahu buniek. Použitie ultrazvukového homogenizačného zariadenia môže selektívne narušiť určité látky, zefektívniť únavné procesy prípravy tekutín a zvýšiť výťažky mnohých reakcií.

V porovnaní s mechanickými spracovateľskými zariadeniami, ako sú planétové guľové mlyny, rotory alebo medzerové homogenizátory, môžu ultrazvukové homogenizátory pracovať s vyššou účinnosťou a umožňujú najmä experimentálne výsledky, ktoré vyžadujú veľký počet opakovaných cyklov. Použitie ultrazvukových homogenizátorov sa stalo kritickým, kde aj tie najmenšie objemy vzoriek môžu byť spracované rýchlo, nákladovo efektívne a reprodukovateľne.

ničiť bunky a mikróby

V moderných laboratóriách sa ultrazvukové homogenizátory používajú na rozrušenie bunkových stien, aby sa extrahoval bunkový obsah bez toho, aby sa poškodil. Účelom bunkovej dezintegrácie alebo lýzy je zničenie časti bunkovej steny alebo celej bunky, aby sa uvoľnili biomolekuly. Takzvané lyzáty môžu zahŕňať napríklad plazmidy, receptorové testy, proteíny, DNA, RNA a podobne. Kroky lýzy sú separácia, izolácia organel a extrakcia a purifikácia proteínu. Extrahovaný materiál (lyzát) musí byť izolovaný a potrebný na ďalší výskum alebo aplikáciu, napríklad na proteomické štúdie. Ultrazvukový homogenizátor je bežným nástrojom na úspešnú lýzu buniek.

Deštrukcia bunkových membrán do značnej miery závisí od elasticity buniek. Čiastočnú deštrukciu bunkových komponentov, ako sú mitochondrie alebo cytoplazmy, možno dosiahnuť zmenou vstupnej ultrazvukovej energie a extrakčnej sily. Pre obzvlášť odolné baktérie (napr. streptokoky), plesne, spóry, kvasinky alebo vzorky tkanív je s mikročipom možná priama deštrukcia s veľmi vysokou ultrazvukovou amplitúdou, pretože mikročipy dokážu dosiahnuť veľmi vysoké energie pri najmenšom vstupnom objeme vzorky.

Aplikácie v biochémii a medicíne

narušiť tkanivovú kultúru

Subcelulárne zložky a vírusy sú zničené bez akéhokoľvek poškodenia.

Testovanie otcovstva

Urológia

Biochemická membránová analýza zloženia spermií

genetický výskum

Extrakcia DNA z ľudského materiálu.

Príprava lipozómov

Liečba vakcínou proti kiahňam

Pripravte rovnomerne rozptýlený infekčný roztok

Ultrazvuková disperzia

Pomocou ultrazvukovej energie môžu byť pevné častice alebo dokonca kvapaliny rozptýlené do iného nosiča. Nanoprášky, ako je oxid titaničitý alebo pyrogénny oxid kremičitý, sa čoraz častejšie používajú pri výrobe testovacích náterov a lakov alebo na leštenie povrchov malých karosérií kvôli ich veľkému špecifickému povrchu a zvýšenému potenciálu reaktivity.

Ďalej majú tieto látky negatívny sklon k zhlukovaniu, čoho dôsledkom je zlá tekutosť a zmáčavosť. Vzniknuté aglomeráty sú rozrušené pomocou ultrazvukového homogenizátora a disperzia je trvalo stabilizovaná proti reaglomerácii.

Ultrazvuková emulgácia

Keď sa použije fakoemulgácia, dve nemiešateľné kvapaliny, ako je olej a voda, sa spracujú na kvázi homogénnu emulziu. Jemne dispergované emulzie s veľmi malými veľkosťami kvapôčok a veľmi vysokou stabilitou možno vyrobiť pomocou ultrazvukových homogenizačných techník v porovnaní s konvenčnými metódami využívajúcimi napr. rotory. Výsledná emulzia nevytvárala hrudky ani neusadzovala kvapôčky. Pri konvenčných metódach, ako sú rotory alebo miešadlá, pomalé miešanie zvyčajne vedie k oddeleniu kvapaliny. Príliš rýchle miešanie spôsobí, že sa do emulzie dostane vzduch, prach a iné nečistoty. Ultrazvukové homogenizátory sa často používajú v lekárňach na kvalitnú výrobu mastí v malom rozsahu.

Ultrazvuková homogenizácia

Ultrazvukové homogenizované emulzie sa v každodennom živote vyskytujú v mnohých rôznych formách, napríklad v kozmetike alebo pleťových vodách. Technické aplikácie ultrazvukovej homogenizácie siahajú od výroby farieb a lakov cez homogenizáciu vzoriek odpadových vôd a pôdy (na analytické účely) až po prípravu vzoriek na analýzu veľkosti častíc.

Najmä priemyselné odpadové vody sú neustále kontrolované na prítomnosť ťažkých kovov, tukov alebo olejov v environmentálnych laboratóriách, aby bolo možné prijať okamžité opatrenia, ak koncentrácie prekročia limit. Na získanie reprezentatívnych analytických výsledkov je potrebné previesť vzorku odpadovej vody do homogénneho stavu. Tie je potrebné dosiahnuť ultrazvukovou homogenizáciou s vysokou spoľahlivosťou v krátkom čase.

V poľnohospodárstve sa na prípravu vzoriek používajú ultrazvukové homogenizátory. Ultrazvukový homogenizátor dokáže napríklad intenzívne a jemne homogenizovať bunky roziet vo veľmi krátkom čase. Konečná dosiahnuteľná veľkosť častíc je menšia ako 1 μm, čo zjednodušuje následnú filtráciu na vymytie iónov, pretože nevznikajú žiadne aglomeráty.