Bred vifte af anvendelser til ultralydshomogenisatorer

Ultralydshomogeniseringsteknologi bruges hovedsageligt til fremstilling og produktion af laboratorieprøver, herunder homogenisering, emulgering og suspension af forskellige stoffer, samt acceleration af kemiske reaktioner, celleforstyrrelser og ekstraktion af celleindhold. Brugen af ​​ultralydshomogeniseringsudstyr kan selektivt forstyrre visse stoffer, strømline kedelige væskefremstillingsprocesser og øge udbyttet af mange reaktioner.

Sammenlignet med mekanisk forarbejdningsudstyr såsom planetariske kuglemøller, rotorer eller spaltehomogenisatorer, kan ultralydshomogenisatorer arbejde med højere effektivitet, hvilket især muliggør eksperimentelle resultater, der kræver et stort antal gentagne cyklusser. Brugen af ​​ultralydshomogenisatorer er blevet kritisk, hvor selv de mindste prøvevolumener kan behandles hurtigt, omkostningseffektivt og reproducerbart.

ødelægge celler og mikrober

I moderne laboratorier bruges ultralydshomogenisatorer til at forstyrre cellevægge for at udtrække cellulært indhold uden at beskadige dem. Formålet med cellesintegration eller lysis er at ødelægge en del af cellevæggen eller hele cellen for at frigive biomolekyler. Såkaldte lysater kan for eksempel omfatte plasmider, receptorassays, proteiner, DNA, RNA og lignende. Lysistrinene er separation, organelisolering og proteinekstraktion og oprensning. Det ekstraherede materiale (lysat) skal isoleres og kræves til yderligere forskning eller anvendelse, såsom til proteomiske undersøgelser. En ultralydshomogenisator er et almindeligt værktøj til vellykket cellelyse.

Ødelæggelsen af ​​cellemembraner er i høj grad afhængig af cellernes elasticitet. Delvis ødelæggelse af cellulære komponenter såsom mitokondrier eller cytoplasma kan opnås ved at variere input ultralydsenergi og ekstraktionskraft. For særligt resistente bakterier (f.eks. streptokokker), svampe, sporer, gær- eller vævsprøver er direkte destruktion med meget høje ultralydsamplituder mulig med mikrochipsene, da mikrochipsene kan opnå meget høje energier i det mindste prøvevolumen ind.

Ansøgninger i biokemi og medicin

forstyrre vævskultur

Subcellulære komponenter og vira ødelægges uden skader.

Faderskabstest

Urologi

Biokemisk membrananalyse af sædsammensætning

genetisk forskning

DNA-ekstraktion fra menneskeligt materiale.

Liposompræparat

Koppevaccinebehandling

Forbered en jævnt fordelt infektionsopløsning

Ultralydspredning

Ved hjælp af ultralydsenergi kan faste partikler eller endda væsker spredes i en anden bærer. Nanoskala pulvere såsom titaniumdioxid eller røget silica bruges i stigende grad i produktionen af ​​testbelægninger og lak eller til polering af små kropsoverflader på grund af deres store specifikke overfladeareal og øgede reaktivitetspotentiale.

Desuden har disse stoffer en negativ tendens til at agglomerere, hvilket resulterer i dårlig strømning og befugtning. De dannede agglomerater afbrydes ved hjælp af en ultralydshomogenisator, og dispersionen stabiliseres permanent mod re-agglomerering.

Ultralydsemulgering

Når der anvendes phacoemulgering, forarbejdes to ublandbare væsker, såsom olie og vand, til en kvasi-homogen emulsion. Fint dispergerede emulsioner med meget små dråbestørrelser og meget høj stabilitet kan fremstilles ved hjælp af ultralydshomogeniseringsteknikker sammenlignet med konventionelle metoder med f.eks. rotorer. Den resulterende emulsion dannede hverken klumper eller bundfældede dråber. Med konventionelle metoder, såsom rotorer eller omrørere, resulterer langsom omrøring sædvanligvis i væskeseparation. For hurtig omrøring vil resultere i, at der kommer luft, støv og andet affald i emulsionen. Ultralydshomogenisatorer bruges ofte på apoteker til højkvalitets, småskala salveproduktion.

Ultralydshomogenisering

Ultralyds homogeniserede emulsioner findes i mange forskellige former i dagligdagen, for eksempel i kosmetik eller lotion. Tekniske anvendelser af ultralydshomogenisering spænder fra produktion af maling og lak til homogenisering af spildevands- og jordprøver (til analytiske formål) til prøveforberedelse til partikelstørrelsesanalyse.

Specielt industrispildevand kontrolleres løbende for tilstedeværelse af tungmetaller, fedtstoffer eller olier i miljølaboratorier, så der straks kan træffes foranstaltninger, hvis koncentrationerne overstiger grænsen. For at opnå repræsentative analyseresultater er det nødvendigt at konvertere spildevandsprøven til en homogen tilstand. Disse skal opnås ved ultralydshomogenisering med høj pålidelighed på kort tid.

I landbruget bruges ultralydshomogenisatorer til prøveforberedelse. For eksempel kan ultralydshomogenisatoren intensivt og fint homogenisere cellerne i rosetter på meget kort tid. Den endelige opnåelige partikelstørrelse er mindre end 1 μm, hvilket forenkler den efterfølgende filtrering for at udvaske ionerne, da der ikke dannes agglomerater.