Brett användningsområde för ultraljudshomogenisatorer

Ultraljudshomogeniseringsteknik används huvudsakligen för beredning och produktion av laboratorieprover, inklusive homogenisering, emulgering och suspension av olika ämnen, såväl som acceleration av kemiska reaktioner, cellavbrott och extraktion av cellinnehåll. Användningen av ultraljudshomogeniseringsutrustning kan selektivt störa vissa ämnen, effektivisera tråkiga vätskeberedningsprocesser och öka utbytet av många reaktioner.

Jämfört med mekanisk bearbetningsutrustning som planetkulkvarnar, rotorer eller gaphomogenisatorer kan ultraljudshomogenisatorer arbeta med högre effektivitet, särskilt möjliggöra experimentella resultat som kräver ett stort antal upprepade cykler. Användningen av ultraljudshomogenisatorer har blivit kritisk, där även de minsta provvolymerna kan bearbetas snabbt, kostnadseffektivt och reproducerbart.

förstöra celler och mikrober

I moderna laboratorier används ultraljudshomogenisatorer för att störa cellväggar för att extrahera cellulärt innehåll utan att skada dem. Syftet med cellsönderfall eller lysis är att förstöra en del av cellväggen eller hela cellen för att frigöra biomolekyler. Så kallade lysat kan inkludera till exempel plasmider, receptoranalyser, proteiner, DNA, RNA och liknande. Stegen för lys är separation, organellisolering och proteinextraktion och rening. Det extraherade materialet (lysat) måste isoleras och krävs för vidare forskning eller tillämpning, såsom för proteomstudier. En ultraljudshomogenisator är ett vanligt verktyg för framgångsrik cellys.

Förstörelsen av cellmembran är till stor del beroende av cellernas elasticitet. Partiell förstörelse av cellulära komponenter såsom mitokondrier eller cytoplasma kan uppnås genom att variera inmatad ultraljudsenergi och extraktionskraft. För särskilt resistenta bakterier (t.ex. streptokocker), svampar, sporer, jäst eller vävnadsprover är direkt destruktion med mycket höga ultraljudsamplituder möjlig med mikrochipsen, eftersom mikrochipsen kan uppnå mycket höga energier i den minsta provvolymen enter.

Tillämpningar inom biokemi och medicin

störa vävnadskultur

Subcellulära komponenter och virus förstörs utan skada.

Faderskapstest

Urologi

Biokemisk membrananalys av spermasammansättning

genetisk forskning

DNA-extraktion från mänskligt material.

Liposomberedning

Vaccin mot smittkoppor

Förbered en jämnt fördelad infektionslösning

Ultraljudsdispersion

Med hjälp av ultraljudsenergi kan fasta partiklar eller till och med vätskor spridas i en annan bärare. Pulver i nanoskala som titandioxid eller pyrogen kiseldioxid används i allt större utsträckning vid tillverkning av testbeläggningar och lacker eller för att polera små kroppsytor på grund av deras stora specifika yta och ökade reaktivitetspotential.

Dessutom har dessa ämnen en negativ tendens att agglomerera, vilket leder till dåligt flöde och vätbarhet. De bildade agglomeraten avbryts med hjälp av en ultraljudshomogenisator och dispersionen stabiliseras permanent mot återagglomerering.

Ultraljudsemulgering

När fakoemulgering används bearbetas två oblandbara vätskor, såsom olja och vatten, till en kvasihomogen emulsion. Finfördelade emulsioner med mycket små droppstorlekar och mycket hög stabilitet kan framställas med hjälp av ultraljudshomogeniseringstekniker jämfört med konventionella metoder med t.ex. rotorer. Den resulterande emulsionen bildade varken klumpar eller sedimenterade droppar. Med konventionella metoder, såsom rotorer eller omrörare, resulterar långsam omrörning vanligtvis i vätskeseparation. För snabb omrörning kommer att resultera i att luft, damm och annat skräp kommer med i emulsionen. Ultraljudshomogenisatorer används ofta på apotek för högkvalitativ, småskalig salvproduktion.

Ultraljudshomogenisering

Ultraljudshomogeniserade emulsioner påträffas i många olika former i det dagliga livet, till exempel i kosmetika eller lotioner. Tekniska tillämpningar av ultraljudshomogenisering sträcker sig från produktion av färger och lacker till homogenisering av avloppsvatten och jordprover (för analytiska ändamål) till provberedning för partikelstorleksanalys.

Speciellt industriavloppsvatten kontrolleras kontinuerligt för förekomst av tungmetaller, fetter eller oljor i miljölaboratorier så att omedelbara åtgärder kan vidtas om halterna överskrider gränsen. För att få representativa analysresultat är det nödvändigt att omvandla avloppsvattenprovet till ett homogent tillstånd. Dessa måste uppnås genom ultraljudshomogenisering med hög tillförlitlighet på kort tid.

Inom jordbruket används ultraljudshomogenisatorer för provberedning. Till exempel kan ultraljudshomogenisatorn intensivt och fint homogenisera cellerna i rosetter på mycket kort tid. Den slutliga uppnåbara partikelstorleken är mindre än 1 μm, vilket förenklar den efterföljande filtreringen för att tvätta ur jonerna eftersom inga agglomerat bildas.