Poate fi utilizat un omogenizator cu ultrasunete pentru a produce pulbere de nanocel din ulei?

În teorie, omogenizatorii cu ultrasunete pot ajuta la producerea de pulbere de celule de scară nano - din faza de ulei, dar efectul real este restricționat de mulți factori și trebuie analizat în combinație cu condiții specifice:

1. Funcția de bază a omogenizatorilor cu ultrasunete
Omogenizatorii cu ultrasunete folosesc vibrații de frecvență ridicate (de obicei peste 20kHz) pentru a crea un „efect de cavitație”: formează bule minuscule în mediu. Când aceste bule se prăbușesc, ele eliberează forțe mecanice puternice de impact mecanic și forfecare, ruperea particulelor, dispersarea agregatelor și chiar reducerea particulelor de micron - de dimensiuni la scara nanometrului (1 - 1000nm). Această caracteristică le face potențial potrivite pentru perturbarea celulelor și rafinarea pulberii.

2. Impactul fazei petroliere
Atunci când utilizați uleiul ca mediu de dispersie, este important să luați în considerare limitările proprietăților sale fizice pe efectul ecografiei:
● Eficiența efectului cavitației: uleiul are o presiune mai mică de vapori și o vâscozitate mai mare. În comparație cu apa, formarea și prăbușirea bulelor de cavitație sunt mai slabe, ceea ce duce la forțe de forfecare insuficiente. Este posibil să fie necesari timpi de procesare mai mari sau mai lungi de procesare pentru a obține o fragmentare la nano -scală.
● Stabilitatea dispersiei: pulberile cu celule la nivelul nanoscalei tind să se agregă din cauza forțelor van der Waals din ulei. Prin urmare, adăugarea de surfactanți solubili în ulei (cum ar fi esteri de acid gras sau derivați de ulei de silicon) este necesară pentru a reduce energia de suprafață și a menține dispersia la nano -scală. În caz contrar, pot reagrega în particule de dimensiuni microne.

3. Caracteristicile celulelor
● Structura celulară: celulele vegetale (care conțin pereți celulari) sau bacterii (strat de peptidoglican) au structuri rigide care necesită forțe de perturbare mai puternice. Tratamentul cu ultrasunete poate necesita pretratarea (cum ar fi înghețarea sau hidroliza enzimatică) pentru perturbări eficiente. Celulele animale nu au pereți celulari și sunt relativ mai ușor de forfecat și de fragment.
● Stare inițială: Dacă celulele sunt umede (conținând apă), faza de ulei poate provoca deshidratarea celulelor și modificări structurale, afectând eficiența perturbării. Pulberile cu celule uscate (cum ar fi celulele liofilizate) sunt mai potrivite pentru dispersie într -o fază de ulei.

Omogenizatorii cu ultrasunete pot produce pulberi de celule nano -scală într -o fază de ulei, dar aceste condiții trebuie îndeplinite:

● Optimizați parametrii ultrasonici, cum ar fi puterea și durata pe baza tipului de celule (de exemplu, putere mare pentru celulele rigide);
● Adăugați un ulei - dispersant solubil pentru a preveni aglomerarea nanoparticulelor;
● De preferință, utilizați pulbere de celule uscate ca materie primă pentru a minimiza interferența interfațială în faza de ulei.