Широка гама от приложения за ултразвукови хомогенизатори

Технологията за ултразвукова хомогенизация се използва главно за подготовка и производство на лабораторни проби, включително хомогенизиране, емулгиране и суспендиране на различни вещества, както и ускоряване на химичните реакции, разрушаване на клетките и извличане на клетъчно съдържание. Използването на ултразвуково оборудване за хомогенизиране може селективно да разруши определени вещества, да опрости досадните процеси на приготвяне на течности и да увеличи добивите от много реакции.

В сравнение с оборудване за механична обработка, като планетарни топкови мелници, ротори или хомогенизатори за процеп, ултразвуковите хомогенизатори могат да работят с по-висока ефективност, особено позволявайки експериментални резултати, които изискват голям брой повтарящи се цикли. Използването на ултразвукови хомогенизатори стана критично, където дори и най-малките обеми на пробите могат да бъдат обработени бързо, рентабилно и възпроизводимо.

унищожават клетките и микробите

В съвременните лаборатории ултразвуковите хомогенизатори се използват за разрушаване на клетъчните стени за извличане на клетъчно съдържание, без да ги увреждат. Целта на клетъчната дезинтеграция или лизис е да унищожи част от клетъчната стена или цялата клетка, за да освободи биомолекули. Така наречените лизати могат да включват, например, плазмиди, рецепторни анализи, протеини, ДНК, РНК и други подобни. Етапите на лизис са разделяне, изолиране на органели и извличане и пречистване на протеини. Извлеченият материал (лизат) трябва да бъде изолиран и необходим за по-нататъшно изследване или приложение, като например за протеомични изследвания. Ултразвуковият хомогенизатор е често срещано средство за успешен клетъчен лизис.

Разрушаването на клетъчните мембрани до голяма степен зависи от еластичността на клетките. Частично разрушаване на клетъчни компоненти като митохондриите или цитоплазмата може да се постигне чрез промяна на входящата ултразвукова енергия и мощността на извличане. За особено устойчиви бактерии (напр. стрептококи), гъбички, спори, дрожди или тъканни проби е възможно директно унищожаване с много високи ултразвукови амплитуди с микрочиповете, тъй като микрочиповете могат да постигнат много високи енергии в най-малкия обем на пробата.

Приложения в биохимията и медицината

нарушаване на тъканната култура

Субклетъчните компоненти и вируси се унищожават без никакви увреждания.

Тест за бащинство

урология

Биохимичен мембранен анализ на състава на сперматозоидите

генетични изследвания

Екстракция на ДНК от човешки материал.

Подготовка на липозоми

Лечение с ваксина срещу едра шарка

Пригответе равномерно разпределен разтвор за инфекция

Ултразвукова дисперсия

Използвайки ултразвукова енергия, твърди частици или дори течности могат да бъдат разпръснати в друг носител. Наномащабните прахове като титаниев диоксид или диоксиден диоксид се използват все по-често при производството на тестови покрития и лакове или за полиране на малки повърхности на тялото поради тяхната голяма специфична повърхност и повишен потенциал на реактивност.

Освен това тези вещества имат отрицателна склонност към агломериране, в резултат на което е лоша течливост и овлажняване. Образуваните агломерати се разрушават с помощта на ултразвуков хомогенизатор и дисперсията се стабилизира постоянно срещу повторно агломериране.

Ултразвукова емулгиране

Когато се използва факоемулсификация, две несмесващи се течности, като масло и вода, се преработват в квазихомогенна емулсия. Фино диспергирани емулсии с много малки размери на капчиците и много висока стабилност могат да бъдат произведени чрез ултразвукови техники за хомогенизиране в сравнение с конвенционалните методи, използващи например ротори. Получената емулсия нито образува бучки, нито утаява капчици. При конвенционалните методи, като ротори или бъркалки, бавното разбъркване обикновено води до разделяне на течността. Твърде бързото разбъркване ще доведе до включване на въздух, прах и други отпадъци в емулсията. Ултразвуковите хомогенизатори често се използват в аптеките за висококачествено, дребно производство на мехлеми.

Ултразвукова хомогенизация

Ултразвуковите хомогенизирани емулсии се срещат в много различни форми в ежедневието, например в козметика или лосиони. Техническите приложения на ултразвуковата хомогенизация варират от производството на бои и лакове до хомогенизирането на проби от отпадъчни води и почви (за аналитични цели) до подготовка на проби за анализ на размера на частиците.

По-специално, промишлените отпадъчни води се проверяват непрекъснато за наличие на тежки метали, мазнини или масла в екологичните лаборатории, така че да могат да се вземат незабавни мерки, ако концентрациите надвишават границата. За да се получат представителни аналитични резултати, е необходимо пробата от отпадни води да се превърне в хомогенно състояние. Те трябва да бъдат постигнати чрез ултразвукова хомогенизация с висока надеждност за кратко време.

В селското стопанство ултразвуковите хомогенизатори се използват за подготовка на проби. Например, ултразвуковият хомогенизатор може интензивно и фино да хомогенизира клетките на розетките за много кратко време. Крайният постижим размер на частиците е по-малък от 1 μm, което опростява последващото филтриране за промиване на йоните, тъй като не се образуват агломерати.