Large gamme d’utilisations pour les homogénéisateurs à ultrasons

La technologie d’homogénéisation par ultrasons est principalement utilisée pour la préparation et la production d’échantillons de laboratoire, y compris l’homogénéisation, l’émulsification et la suspension de diverses substances, ainsi que l’accélération des réactions chimiques, la perturbation cellulaire et l’extraction du contenu cellulaire. L’utilisation d’équipements d’homogénéisation par ultrasons peut perturber sélectivement certaines substances, rationaliser les processus fastidieux de préparation des liquides et augmenter les rendements de nombreuses réactions.

Par rapport aux équipements de traitement mécanique tels que les broyeurs à billes planétaires, les rotors ou les homogénéisateurs à trous, les homogénéisateurs à ultrasons peuvent fonctionner avec une efficacité supérieure, en particulier pour permettre des résultats expérimentaux nécessitant un grand nombre de cycles répétés. L’utilisation d’homogénéisateurs à ultrasons est devenue critique, où même les plus petits volumes d’échantillons peuvent être traités rapidement, de manière rentable et reproductible.

détruire les cellules et les microbes

Dans les laboratoires modernes, les homogénéisateurs à ultrasons sont utilisés pour perturber les parois cellulaires afin d’extraire le contenu cellulaire sans les endommager. Le but de la désintégration cellulaire ou de la lyse est de détruire une partie de la paroi cellulaire ou la cellule entière pour libérer des biomolécules. Les soi-disant lysats peuvent inclure, par exemple, des plasmides, des tests de récepteurs, des protéines, de l’ADN, de l’ARN, etc. Les étapes de la lyse sont la séparation, l’isolement des organites, l’extraction et la purification des protéines. Le matériau extrait (lysat) doit être isolé et requis pour d’autres recherches ou applications, par exemple pour des études protéomiques. Un homogénéisateur à ultrasons est un outil courant pour une lyse cellulaire réussie.

La destruction des membranes cellulaires dépend en grande partie de l’élasticité des cellules. La destruction partielle des composants cellulaires tels que les mitochondries ou le cytoplasme peut être obtenue en faisant varier l’énergie ultrasonique d’entrée et la puissance d’extraction. Pour les bactéries particulièrement résistantes (par exemple les streptocoques), les champignons, les spores, les levures ou les échantillons de tissus, la destruction directe avec des amplitudes ultrasonores très élevées est possible avec les micropuces, car les micropuces peuvent atteindre des énergies très élevées dans le plus petit volume d’échantillon entrant.

Applications en biochimie et médecine

perturber la culture tissulaire

Les composants subcellulaires et les virus sont détruits sans aucun dommage.

Test de paternité

Urologie

Analyse biochimique membranaire de la composition des spermatozoïdes

recherche génétique

Extraction de l’ADN à partir de matériel humain.

Préparation de liposomes

Traitement vaccinal contre la variole

Préparer une solution d’infection uniformément répartie

Dispersion ultrasonique

En utilisant l’énergie ultrasonique, des particules solides ou même des liquides peuvent être dispersés dans un autre support. Les poudres à l’échelle nanométrique telles que le dioxyde de titane ou la silice fumée sont de plus en plus utilisées dans la production de revêtements et de vernis d’essai ou pour polir de petites surfaces corporelles en raison de leur grande surface spécifique et de leur potentiel de réactivité accru.

En outre, ces substances ont une tendance négative à l’agglomération, ce qui entraîne une mauvaise écoulement et une mauvaise mouillabilité. Les agglomérats formés sont perturbés au moyen d’un homogénéisateur à ultrasons et la dispersion est stabilisée en permanence contre la réagglomération.

Émulsification par ultrasons

Lorsque la phacoémulsification est utilisée, deux liquides non miscibles, tels que l’huile et l’eau, sont transformés en une émulsion quasi homogène. Des émulsions finement dispersées avec de très petites tailles de gouttelettes et une très grande stabilité peuvent être produites au moyen de techniques d’homogénéisation par ultrasons par rapport aux méthodes conventionnelles utilisant par exemple des rotors. L’émulsion résultante n’a formé ni grumeaux ni sédimenté de gouttelettes. Avec les méthodes conventionnelles, telles que les rotors ou les agitateurs, l’agitation lente entraîne généralement une séparation des liquides. Une agitation trop rapide entraînera l’inclusion d’air, de poussière et d’autres débris dans l’émulsion. Les homogénéisateurs à ultrasons sont souvent utilisés dans les pharmacies pour la production de pommades de haute qualité à petite échelle.

Homogénéisation par ultrasons

Les émulsions homogénéisées par ultrasons sont rencontrées sous de nombreuses formes différentes dans la vie quotidienne, par exemple dans les cosmétiques ou les lotions. Les applications techniques de l’homogénéisation par ultrasons vont de la production de peintures et de vernis à l’homogénéisation d’échantillons d’eaux usées et de sol (à des fins d’analyse) en passant par la préparation d’échantillons pour l’analyse granulométrique.

En particulier, les eaux usées industrielles sont contrôlées en permanence pour la présence de métaux lourds, de graisses ou d’huiles dans les laboratoires environnementaux afin que des mesures immédiates puissent être prises si les concentrations dépassent la limite. Afin d’obtenir des résultats d’analyse représentatifs, il est nécessaire de convertir l’échantillon d’eaux usées à un état homogène. Ceux-ci doivent être réalisés par homogénéisation par ultrasons avec une grande fiabilité en peu de temps.

En agriculture, les homogénéisateurs à ultrasons sont utilisés pour la préparation des échantillons. Par exemple, l’homogénéisateur à ultrasons peut homogénéiser intensément et finement les cellules des rosettes en très peu de temps. La taille finale des particules réalisables est inférieure à 1 μm, ce qui simplifie la filtration ultérieure pour éliminer les ions car aucun agglomérat n’est formé.