Sonicateur de laboratoire ultrasonique

Types d'ultrasons de laboratoire

Un ultrasons de laboratoire est un appareil largement utilisé dans différents domaines scientifiques. L'ultrasons perturbe et agite les particules dans un liquide en générant des ondes sonores à haute fréquence. Il existe différents types d'ultrasons pour les laboratoires, tels que les ultrasons à sonde, les cornes de tasse, les réseaux de transducteurs dans le bain, les systèmes de cellule à flux et les générateurs autonomes avec des collecteurs externes.

• Ultrason à sonde : Également appelés ultrasons de type aiguille ou à contact direct, ils ont une sonde métallique qui émet des ondes ultrasonores. La sonde est immergée dans l'échantillon ou le liquide à traiter. Lorsque la sonde vibre, elle produit des bulles miniatures qui implosent et créent des ondes de choc pour agiter et perturber les particules dans le liquide. Le contrôle de la température dans les ultrasons à sonde est crucial car le processus peut générer de la chaleur.
• Ultrason à corne de tasse : Il s'agit d'un type d'ultrasons de contact. L'échantillon ou la solution à traiter est placé dans une tasse ou un récipient. Une petite corne ultrasonore placée dans la tasse transmet l'énergie ultrasonore directement dans la solution. Ce type d'ultrasons de laboratoire fonctionne bien sur les échantillons de petit volume.
• Ultrason de type bain : Un ultrasons de bain a un réservoir rempli d'eau ou de tout liquide qui sert de milieu pour transmettre l'énergie ultrasonore. L'échantillon à traiter est immergé dans le liquide. Le transducteur dans le bain convertit l'énergie électrique en ultrasons qui agitent l'échantillon. Les ultrasons de type bain sont utiles pour l'homogénéisation, l'émulsification, la dissolution et l'extraction.
• Ultrason à cellule à flux : La cellule à flux a une sonde ultrasonore et une petite chambre avec une longueur de trajet définie. L'échantillon à traiter traverse la chambre, où il est exposé à l'énergie ultrasonore émise par la sonde. L'ultrasons à cellule à flux est un système de traitement continu efficace.
• Système générateur et collecteur : Le générateur produit la fréquence ultrasonore, qui est transmise au collecteur. Le collecteur ou la sonde abrite le transducteur qui convertit l'énergie haute fréquence en ondes ultrasonores. Ce type d'ultrasons de laboratoire est généralement utilisé pour le traitement par lots.

Spécifications et entretien des ultrasons de laboratoire

Les principales spécifications d'un ultrasons de laboratoire comprennent la fréquence et la puissance de sortie. D'autres spécifications incluent le diamètre et la longueur de la sonde, la capacité volumique du réservoir et la source d'alimentation.

• Fréquence et puissance : Les fréquences ultrasonores varient généralement de 20 kHz à 50 kHz. La fréquence la plus courante utilisée est de 20 kHz. La puissance ultrasonore, quant à elle, est mesurée en watts. La puissance de sortie peut varier de 50 watts à 750 watts. Une puissance de sortie ultrasonore plus élevée signifie une intensité plus élevée et un temps de traitement plus rapide. Les ultrasons avec des fréquences élevées et une faible puissance conviennent à une perturbation douce. Par exemple, pour disperser des échantillons ou réduire la taille des particules. Une faible fréquence et une puissance élevée conviennent à la perturbation et à la lyse cellulaires.
• Taille de la sonde de sonication : Les sondes ultrasonores sont disponibles en différentes tailles. Le diamètre de la sonde peut être de 3 mm, 6 mm, 10 mm, etc. De plus, la longueur de la sonde peut varier de 100 mm à 400 mm. Une sonde ou une corne plus grande produira plus d'énergie et conviendra à un grand volume. Les petites tailles fonctionnent bien avec les petits volumes. Les sondes de plus grand diamètre augmentent également l'amplitude des ondes et des bulles de cavitation. Les sondes plus grandes sont donc meilleures pour lyser les cellules. Les sondes plus petites conviennent à une perturbation douce.
• Capacité du réservoir : Le réservoir ou la tasse d'un appareil ultrasonore contient le liquide à traiter. Le volume de la tasse peut varier de 250 ml à 20 L. Lorsque la sonde est immergée dans un liquide, elle émet des ondes sonores de haute intensité qui provoquent une réaction. La capacité de la tasse des appareils ultrasonores portatifs et de paillasse est petite. Elle peut contenir entre 250 ml et 4,3 L. Les machines de qualité industrielle ont une capacité de réservoir plus grande, pouvant atteindre 20 L.
• Source d'alimentation : Un appareil ultrasonore peut être alimenté électriquement ou pneumatiquement. Un ultrasons électrique se connecte au courant alternatif. Il comprend une unité d'alimentation pour transformer la puissance d'entrée en puissance sonique. Un générateur ultrasonore alimenté au gaz reçoit son énergie par un système de gaz comprimé.

Maintenance

Il est important de bien entretenir l'appareil ultrasonore pour s'assurer qu'il fonctionne correctement sur une longue période. Les fabricants conseillent de nettoyer la machine après chaque utilisation. Essuyez l'extérieur après avoir débranché le cordon d'alimentation. Les ultrasons sont généralement étanches aux éclaboussures mais pas résistants à l'eau. Par conséquent, évitez tout contact direct avec l'eau. Utilisez un chiffon humide et un agent de nettoyage au pH neutre pour éliminer les déversements.

Selon la construction de la machine, le réservoir ou la tasse de nettoyage est effectué de la même manière ou est facilement amovible. Si la tasse est amovible, retirez-la soigneusement et nettoyez-la bien. Si elle n'est pas amovible, ne la nettoyez qu'après avoir retiré la sonde. Si le réservoir est en acier inoxydable, utilisez un détergent pour le nettoyer. Pour les autres matériaux, utilisez un chiffon humide.

Les opérateurs peuvent nettoyer les sondes avec un chiffon non pelucheux et un solvant. Ne plongez pas la sonde dans un liquide. Si la sonde est contaminée, immergez-la dans un liquide, mais assurez-vous que seule la pointe entre et nettoyez-la immédiatement après l'avoir retirée.

Il est important de programmer les réparations et la maintenance. Si les sondes ou les cornes sont endommagées, elles peuvent être remplacées. Les autres pièces endommagées doivent être inspectées et réparées ou remplacées lors de la maintenance programmée. Le respect de ce calendrier et le nettoyage régulier peuvent prolonger la durée de vie de l'appareil ultrasonore.

Scénarios d'utilisation des ultrasons de laboratoire

Voici quelques applications d'un ultrasons de laboratoire :

• Dispersion de poudres dans des liquides hétérogènes

  Un ultrasons peut disperser efficacement la poudre dans un liquide par une dispersion fine et une émulsification. De plus, il peut être utilisé pour l'homogénéisation après le mélange afin d'obtenir une solution uniforme et cohérente. La sonication peut être utilisée dans de nombreux domaines, notamment la science alimentaire, la science des matériaux et la pharmacie, pour des usages aussi divers que la stabilisation des solutions colloïdales, la dispersion des composés actifs et la réduction des tailles de particules.

• Extraction de composés de la biomasse

  L'extraction ultrasonore est une méthode populaire pour extraire des composés utiles de diverses sources de biomasse telles que les matières végétales, les sols, les aliments et les tissus animaux. Les exemples de composés qui peuvent être extraits à l'aide d'un ultrasons de laboratoire comprennent les protéines, les huiles essentielles, les flavonoïdes, les enzymes, les pigments, les polyphénols et l'ADN. L'extraction peut également impliquer la séparation des suspensions ou des émulsions.

• Briser les cellules

  La lyse cellulaire ou l'homogénéisation ultrasonore est le processus de rupture des cellules pour libérer des composants intracellulaires tels que les protéines, les acides nucléiques et les organites. Le ultrasons de laboratoire fournit une méthode rapide pour la perturbation cellulaire, et il peut être utilisé sur différents types de cellules, notamment les cellules bactériennes, les cellules de levure et les cellules fongiques, pour n'en nommer que quelques-unes.

Comment choisir un ultrasons de laboratoire

Plusieurs facteurs doivent être pris en compte lors du choix d'un ultrasons de laboratoire pour des applications spécifiques. Le tableau résume les éléments à examiner lors du choix d'un ultrasons de laboratoire.

• Taille de l'échantillon : Les appareils de laboratoire ultrasonores sont disponibles dans différents modèles pour s'adapter à différentes tailles d'échantillons. Il est essentiel de tenir compte du modèle des ultrasons pour travailler avec des tailles d'échantillons spécifiques. Par exemple, si l'application nécessite des échantillons dans la plage des microlitres aux millilitres, un appareil ultrasonore de paillasse est adapté. En revanche, un appareil portatif serait idéal pour travailler avec des échantillons dans la plage des millilitres.
• Puissance : La puissance de sortie de l'ultrasons de laboratoire est un facteur important à prendre en compte lors de la sélection d'un appareil pour une application spécifique. Les machines ultrasonores de haute puissance sont plus efficaces pour disperser et briser les particules, en particulier dans les échantillons de grand volume.
• Fréquence : Il est important de se rappeler que différentes fréquences ultrasonores produisent différentes distributions d'énergie. Les fréquences plus élevées fournissent un traitement doux, tandis que les fréquences plus basses délivrent une énergie intense. Le choix de la fréquence dépend de l'application en question. Par exemple, un appareil avec une fréquence de 20 kHz est idéal pour la lyse cellulaire et la perturbation des particules, tandis qu'un appareil avec 35-40 GHz est parfait pour l'homogénéisation et l'émulsification.
• Contrôle de l'impulsion : Il est essentiel de choisir un appareil ultrasonore avec un contrôle d'impulsion pour améliorer le traitement des échantillons. Le cycle de service contrôle le temps d'activation et de désactivation des ondes d'ultrasonication. L'impulsion de l'énergie vers l'échantillon peut minimiser la génération de chaleur tout en optimisant le transfert d'énergie.
• Diamètre de la sonde : Lors du choix d'un appareil ultrasonore, il est essentiel de tenir compte du diamètre de la sonde. Le diamètre de la sonde affecte l'intensité des ondes ultrasonores dans l'échantillon. Les sondes plus petites transmettent plus d'énergie, tandis que les sondes plus grandes répartissent l'énergie uniformément sur la surface.
• Amplitudes et accessoires : Différentes applications nécessitent différentes amplitudes d'ondes ultrasonores. Il est nécessaire de choisir un appareil avec différents réglages d'amplitude pour répondre à des exigences spécifiques. En outre, tenez compte des différents accessoires disponibles. Selon la nature du projet, certaines expériences peuvent nécessiter des accessoires spécifiques pour des résultats optimaux.
• Minuterie/contrôle : Les ultrasons avec minuteurs permettent aux acheteurs de définir le temps de traitement exact pour obtenir des résultats cohérents. En outre, les fonctions de contrôle permettent à l'acheteur de régler finement et de programmer différents paramètres pour personnaliser le traitement ultrasonore.

FAQ sur les ultrasons de laboratoire

Q1 : Quand les utilisateurs doivent-ils éviter d'utiliser l'ultrasons ?

A1 : En général, l'appareil ultrasonore peut être utile dans diverses applications. Cependant, il existe des cas où les utilisateurs doivent éviter d'utiliser l'appareil. Par exemple, lorsqu'il y a des matières inflammables dans la solution ou que les cellules et les tissus sont d'un statut inconnu, les cellules peuvent réagir de manière explosive, et l'ultrasons peut ne pas être utile. De plus, l'ultrasons ne doit pas être utilisé pour traiter de grands volumes, d'environ plus de 10 ml, car la machine peut être surchargée et tomber en panne.

Q2 : L'ultrasons de laboratoire homogénéise-t-il ?

A2 : Oui, l'ultrasons peut être utilisé pour homogénéiser les échantillons.

Q3 : L'ultrasons de laboratoire peut-il perturber l'ADN ?

A3 : Oui, l'ultrasons peut être utilisé pour perturber l'ADN.

Q4 : Combien de temps faut-il faire fonctionner l'ultrasons ?

A4 : En fonction de la concentration et du volume de l'échantillon, l'ultrasons peut être pulsé pendant un certain nombre de minutes.