Široká škála použití pro ultrazvukové homogenizátory

Technologie ultrazvukové homogenizace se používá především k přípravě a výrobě laboratorních vzorků, včetně homogenizace, emulgace a suspenze různých látek, dále k urychlení chemických reakcí, narušení buněk a extrakci obsahu buněk. Použití ultrazvukového homogenizačního zařízení může selektivně narušit určité látky, zefektivnit zdlouhavé procesy přípravy kapalin a zvýšit výtěžky mnoha reakcí.

Ve srovnání s mechanickými zpracovatelskými zařízeními, jako jsou planetové kulové mlýny, rotory nebo mezerové homogenizátory, mohou ultrazvukové homogenizátory pracovat s vyšší účinností, což umožňuje zejména experimentální výsledky, které vyžadují velký počet opakovaných cyklů. Použití ultrazvukových homogenizátorů se stalo kritickým, kde i ty nejmenší objemy vzorků mohou být zpracovány rychle, levně a reprodukovatelně.

ničit buňky a mikroby

V moderních laboratořích se ultrazvukové homogenizéry používají k narušení buněčných stěn, aby se extrahoval buněčný obsah bez jeho poškození. Účelem rozpadu nebo lýzy buněk je zničit část buněčné stěny nebo celou buňku, aby se uvolnily biomolekuly. Takzvané lyzáty mohou zahrnovat například plazmidy, receptorové testy, proteiny, DNA, RNA a podobně. Kroky lýzy jsou separace, izolace organel a extrakce a purifikace proteinu. Extrahovaný materiál (lyzát) musí být izolován a vyžadován pro další výzkum nebo aplikaci, například pro proteomické studie. Ultrazvukový homogenizátor je běžným nástrojem pro úspěšnou lýzu buněk.

Destrukce buněčných membrán je do značné míry závislá na elasticitě buněk. Částečné zničení buněčných komponent, jako jsou mitochondrie nebo cytoplazma, lze dosáhnout změnou vstupní ultrazvukové energie a extrakční síly. U zvláště odolných bakterií (např. streptokoky), plísní, spor, kvasinek nebo vzorků tkání je s mikročipy možná přímá destrukce s velmi vysokou ultrazvukovou amplitudou, protože mikročipy mohou dosáhnout velmi vysokých energií v nejmenším objemu vzorku.

Aplikace v biochemii a medicíně

narušit tkáňovou kulturu

Subcelulární složky a viry jsou zničeny bez jakéhokoli poškození.

Testování otcovství

Urologie

Biochemická membránová analýza složení spermií

genetický výzkum

Extrakce DNA z lidského materiálu.

Příprava liposomů

Léčba vakcínou proti neštovicím

Připravte rovnoměrně distribuovaný infekční roztok

Ultrazvuková disperze

Pomocí ultrazvukové energie mohou být pevné částice nebo dokonce kapaliny rozptýleny do jiného nosiče. Prášky v nanoměřítku, jako je oxid titaničitý nebo pyrogenní oxid křemičitý, se stále častěji používají při výrobě zkušebních povlaků a laků nebo pro leštění povrchů malých těles kvůli jejich velkému specifickému povrchu a zvýšenému potenciálu reaktivity.

Dále mají tyto látky negativní sklon k aglomeraci, což má za následek špatnou tekutost a smáčitelnost. Vzniklé aglomeráty jsou rozrušovány pomocí ultrazvukového homogenizátoru a disperze je trvale stabilizována proti opětovné aglomeraci.

Ultrazvuková emulgace

Při použití fakoemulzifikace se dvě nemísitelné kapaliny, jako je olej a voda, zpracují na kvazihomogenní emulzi. Jemně dispergované emulze s velmi malými velikostmi kapiček a velmi vysokou stabilitou lze vyrobit pomocí technik ultrazvukové homogenizace ve srovnání s konvenčními metodami využívajícími např. rotory. Výsledná emulze nevytvářela hrudky ani neusazovaly kapičky. U konvenčních metod, jako jsou rotory nebo míchadla, pomalé míchání obvykle vede k oddělení kapaliny. Příliš rychlé míchání povede k zahrnutí vzduchu, prachu a jiných nečistot do emulze. Ultrazvukové homogenizátory se často používají v lékárnách pro kvalitní malosériovou výrobu mastí.

Ultrazvuková homogenizace

Ultrazvukové homogenizované emulze se v každodenním životě vyskytují v mnoha různých formách, například v kosmetice nebo pleťových vodách. Technické aplikace ultrazvukové homogenizace sahají od výroby barev a laků přes homogenizaci vzorků odpadních vod a půd (pro analytické účely) až po přípravu vzorků pro analýzu velikosti částic.

Zejména průmyslové odpadní vody jsou průběžně kontrolovány na přítomnost těžkých kovů, tuků nebo olejů v ekologických laboratořích, aby bylo možné přijmout okamžitá opatření, pokud koncentrace překročí limit. Pro získání reprezentativních analytických výsledků je nutné převést vzorek odpadní vody do homogenního stavu. Těch je potřeba dosáhnout ultrazvukovou homogenizací s vysokou spolehlivostí v krátkém čase.

V zemědělství se pro přípravu vzorků používají ultrazvukové homogenizátory. Ultrazvukový homogenizátor dokáže například intenzivně a jemně homogenizovat buňky rozet ve velmi krátké době. Konečná dosažitelná velikost částic je menší než 1 μm, což zjednodušuje následnou filtraci k vymytí iontů, protože se netvoří žádné aglomeráty.