Phạm vi sử dụng rộng rãi cho máy đồng hóa siêu âm

Công nghệ đồng nhất siêu âm chủ yếu được sử dụng để chuẩn bị và sản xuất các mẫu phòng thí nghiệm, bao gồm đồng nhất, nhũ hóa và huyền phù của các chất khác nhau, cũng như tăng tốc các phản ứng hóa học, phá vỡ tế bào và chiết xuất các chất bên trong tế bào. Việc sử dụng thiết bị đồng nhất siêu âm có thể phá vỡ một cách có chọn lọc một số chất nhất định, hợp lý hóa các quy trình chuẩn bị chất lỏng tẻ nhạt và tăng năng suất của nhiều phản ứng.

So với các thiết bị gia công cơ học như máy nghiền bi hành tinh, rôto hoặc thiết bị đồng hóa khe hở, thiết bị đồng hóa siêu âm có thể làm việc với hiệu suất cao hơn, đặc biệt cho phép các kết quả thí nghiệm đòi hỏi một số lượng lớn các chu kỳ lặp lại. Việc sử dụng thiết bị đồng hóa siêu âm đã trở nên quan trọng, nơi mà ngay cả những thể tích mẫu nhỏ nhất cũng có thể được xử lý nhanh chóng, tiết kiệm chi phí và có thể tái tạo.

tiêu diệt các tế bào và vi khuẩn

Trong các phòng thí nghiệm hiện đại, thiết bị đồng hóa siêu âm được sử dụng để phá vỡ thành tế bào để chiết xuất các chất bên trong tế bào mà không làm hỏng chúng. Mục đích của quá trình phân hủy hoặc ly giải tế bào là phá hủy một phần thành tế bào hoặc toàn bộ tế bào để giải phóng các phân tử sinh học. Cái gọi là chất phân giải có thể bao gồm, ví dụ, plasmid, xét nghiệm thụ thể, protein, DNA, RNA, và những thứ tương tự. Các bước của quá trình ly giải là tách, phân lập bào quan, tách chiết và tinh chế protein. Vật liệu chiết xuất (lysate) phải được phân lập và cần thiết cho các nghiên cứu hoặc ứng dụng tiếp theo, chẳng hạn như các nghiên cứu về protein. Máy đồng nhất siêu âm là một công cụ phổ biến để ly giải tế bào thành công.

Sự phá hủy màng tế bào phần lớn phụ thuộc vào tính đàn hồi của tế bào. Việc phá hủy một phần các thành phần tế bào như ti thể hoặc tế bào chất có thể đạt được bằng cách thay đổi năng lượng siêu âm đầu vào và công suất khai thác. Đối với các vi khuẩn đặc biệt kháng thuốc (ví dụ liên cầu), nấm, bào tử, nấm men hoặc các mẫu mô, có thể tiêu diệt trực tiếp với biên độ siêu âm rất cao với các vi mạch, vì vi mạch có thể đạt được năng lượng rất cao trong thể tích mẫu nhỏ nhất nhập vào.

Ứng dụng trong Hóa sinh và Y học

làm gián đoạn quá trình nuôi cấy mô

Các thành phần dưới tế bào và vi rút bị tiêu diệt mà không có bất kỳ thiệt hại nào.

Kiểm tra quan hệ cha con

Khoa tiết niệu

Phân tích màng sinh hóa của thành phần tinh trùng

nghiên cứu di truyền

Tách chiết DNA từ vật chất của con người.

Chuẩn bị liposome

Điều trị bằng vắc xin đậu mùa

Chuẩn bị dung dịch lây nhiễm phân bố đều

Phân tán siêu âm

Sử dụng năng lượng siêu âm, các hạt rắn hoặc thậm chí chất lỏng có thể được phân tán vào một chất mang khác. Các loại bột kích thước nano như titanium dioxide hoặc silica bốc khói ngày càng được sử dụng nhiều hơn trong sản xuất sơn và vecni thử nghiệm hoặc để đánh bóng các bề mặt cơ thể nhỏ do diện tích bề mặt riêng lớn và khả năng phản ứng tăng.

Hơn nữa, các chất này có xu hướng kết tụ tiêu cực, kết quả là độ chảy và khả năng thấm ướt kém. Các chất kết tụ đã hình thành được phá vỡ bằng thiết bị đồng nhất siêu âm và sự phân tán được ổn định vĩnh viễn chống lại sự kết tụ lại.

Siêu âm nhũ hóa

Khi phacoemulsification được sử dụng, hai chất lỏng không hòa trộn, chẳng hạn như dầu và nước, được xử lý thành một nhũ tương gần như đồng nhất. Các nhũ tương phân tán mịn với kích thước giọt rất nhỏ và độ ổn định rất cao có thể được sản xuất bằng kỹ thuật siêu âm đồng nhất so với các phương pháp thông thường sử dụng ví dụ như rôto. Nhũ tương tạo thành không tạo thành cục cũng như các giọt lắng xuống. Với các phương pháp thông thường, chẳng hạn như cánh quạt hoặc máy khuấy, khuấy chậm thường dẫn đến tách chất lỏng. Việc khuấy quá nhanh sẽ dẫn đến việc bao gồm không khí, bụi và các mảnh vụn khác trong nhũ tương. Máy đồng hóa siêu âm thường được sử dụng trong các hiệu thuốc để sản xuất thuốc mỡ quy mô nhỏ, chất lượng cao.

Đồng nhất siêu âm

Nhũ tương đồng nhất siêu âm được gặp ở nhiều dạng khác nhau trong cuộc sống hàng ngày, ví dụ như trong mỹ phẩm hoặc kem dưỡng da. Các ứng dụng kỹ thuật của đồng nhất siêu âm bao gồm sản xuất sơn và vecni để đồng nhất nước thải và mẫu đất (cho mục đích phân tích) để chuẩn bị mẫu để phân tích cỡ hạt.

Đặc biệt, nước thải công nghiệp liên tục được kiểm tra sự có mặt của kim loại nặng, chất béo hoặc dầu trong các phòng thí nghiệm môi trường để có thể thực hiện các biện pháp ngay lập tức nếu nồng độ vượt quá giới hạn. Để có được kết quả phân tích đại diện, cần chuyển mẫu nước thải về trạng thái đồng nhất. Những điều này cần đạt được bằng siêu âm đồng nhất với độ tin cậy cao trong thời gian ngắn.

Trong nông nghiệp, máy đồng nhất siêu âm được sử dụng để chuẩn bị mẫu. Ví dụ, máy đồng nhất siêu âm có thể đồng nhất một cách mạnh mẽ và tinh vi các tế bào của hoa thị trong một thời gian rất ngắn. Kích thước hạt cuối cùng có thể đạt được nhỏ hơn 1 μm, điều này giúp đơn giản hóa quá trình lọc tiếp theo để loại bỏ các ion do không có chất kết tụ nào được hình thành.