Ultrazvučni prekid ćelije važna je oprema u modernim biotehnološkim laboratorijama. Može se postići funkcije kao što su poremećaj ćelija, materijalno homogenizaciju i nanomaterijalno disperziju kroz efekt kavitacije generiran visokim - frekvencijskim ultrazvukom. Ovaj članak sustavno uvodi princip rada, osnovni tehnički parametri, primjena i budući razvojni trendovi ultrazvučnog remetilatora ćelije, pružajući referencu za naučne istraživače za odabir i korištenje ove opreme.
1. Princip rada
1.1 Osnovni fizički mehanizam
Ultrazvučni poremećaji ćelija uglavnom se oslanjaju na efekt kavitacije za postizanje poremećaja ćeliju:
Transducer pretvara električnu energiju u visoke - frekvencijske mehaničke vibracije 20kHz - 1MHz
Ultrazvučni valovi šire u tekućim medijima, generirajući naizmjenični visoki - pritisak i niski - pritisci
Sićušni vakuum mjehurići (kavitacijski jezgra) formirani su u fazi niskog pritiska
Mjehurići se silovito kolapse u visokoj fazi pritiska, generirajući lokalne visoke temperature (oko 5000k), visoki pritisci (oko 1000:00) i snažnim udarnim valovima
2. Osnovni sastav instrumenta
Moderni poremećaji ultrazvučnih ćelija sadrže sljedeće komponente:
Generator: pruža visoke frekvencijske električne signale (obično 20 - 40kHz)
Transducer: Piezoelectric keramički materijal ostvaruje električnu - mehaničku konverziju energije
Pojačalo: sonda od legure titana, pojačava amplitudu vibracija
Sustav hlađenja: sprečava uzorak od pregrijavanja (neobavezno)
Upravljačka jedinica: Podešavanje napajanja, vremenski period, pulsni period
3. Primjenska polja
3.1 Istraživanje nauke o životu
Ekstrakcija proteina: Escherichia coli inkluzija Inkluzija o raspuštanju tijela> 90%
DNK / RNA Priprema: Koristi se u kombinaciji sa kompletom za povećanje prinosa za 30 - 50%
Odvajanje subcelijske komponente: potpuni ekstrakciju organela poput mitohondria i hloroplasta
Bakterijska transformacija: poboljšati efikasnost egzogenog uvođenja DNK
3.2 Nanomaterials polje
Disperzija nanoparticle: može smanjiti veličinu čestica agregata na <100nm
Piling grafen: Tekući fazni ultrazvučni način za pripremu jednostruke - sloj grafene
Nanoemulsion Priprema: Dobivanje nanoemulzije s ujednačenom distribucijom veličine čestica
3.3 Industrijske aplikacije
Prerada hrane: homogenizacija soka, prekrivanje zida kvasca
Biogoriva: Microalgae poremećaj ćelije za poboljšanje stope ekstrakcije lipida
Pročišćavanje otpadnih voda: Povećavanje mulja Anaerobska efikasnost probave
Tehnologija ultrazvučnog poremećaja ćelije ima jedinstvene prednosti u održavanju aktivnosti biomolekula zbog svog fizičkog mehanizma djelovanja i karakteristika za obradu ne - Sa razvojem preciznih lijekova i nanomaterijala, visoko kontrolirana i inteligentna ultrazvučna oprema za obradu postat će standardna konfiguracija bioloških laboratorija i industrijske proizvodnje. Buduća istraživanja trebala bi se fokusirati na poboljšanje efikasnosti prijenosa energije i uspostavljanje standardiziranih rješenja za složenu obradu uzoraka.






