L-ultrasound jista 'jintuża fil-kimika biex tiżdied ir-rata ta' reazzjoni u r-rendiment tal-prodott. Il-biċċa l-kbira tal-impatt tal-ultrasound fuq ir-reazzjonijiet kimiċi huwa dovut għall-cavitation: il-formazzjoni u l-ksur tal-bżieżaq żgħar fis-solventi. F'din ir-reviżjoni, l-ewwel nipprovdu ħarsa ġenerali tal-isfond fiżiku tal-cavitation u niddiskutu d-dipendenza tagħha fuq fatturi bħall-intensità tal-ħoss u l-frekwenza, is-solvent, u t-temperatura. L-influwenza ta 'l-ultrasound fuq reazzjonijiet kimiċi hija kkunsidrata kemm għal sistemi omoġenji u eteroġenji ta' likwidu solidu. L-ewwel qasam huwa l-aktar illustrat billi jiġi diskuss l-impatt tal-ultrasound fuq reazzjonijiet ta 'polimerizzazzjoni u depolimerizzazzjoni, filwaqt li t-tieni qasam huwa illustrat permezz ta' eżempji magħżula fis-sinteżi organika. Iddiskutejna wkoll fil-qosor it-tendenza ta 'ultrasound li tbiddel il-mekkaniżmu ta' reazzjoni biex tappoġġja l-mogħdija omoġenja (aktar milli eteroġenja). Il-preferenza speċifika għal triq speċifika taħt kondizzjonijiet sonokimiċi hija differenti mill-passaġġ taħt taħwid mekkaniku, u tissejjaħ "konverżjoni sonokimika". Qabbel it-tagħmir ultrasoniku użat għall-esperimenti fuq skala tal-laboratorju u pprovdew xi pariri u nases prattiċi.
Frammentazzjoni tal-ultrasound u lisi taċ-ċelloli
Tagħmir sonokimiku ultrasoniku jintuża prinċipalment għall-preparazzjoni u l-produzzjoni tal-kampjun. Dawn l-oqsma jinkludu partikolarment omoġenizzazzjoni, emulsifikazzjoni, u sospensjoni ta 'diversi sustanzi, kif ukoll aċċelerazzjoni ta' reazzjonijiet kimiċi, frammentazzjoni taċ-ċelluli, u estrazzjoni tal-kontenut taċ-ċellula. L-użu ta 'tagħmir sonokimiku ultrasoniku jista' jeqred b'mod selettiv ċerti sustanzi, iqassar il-proċess ta 'preparazzjoni tedjanti, u jtejjeb ir-rendiment ta' ħafna reazzjonijiet. Tqabbil ma 'tagħmir ta' pproċessar mekkaniku bħal imtieħen tal-ballun planetarju, rotors / staturi, jew omoġenizzaturi GAP juri li t-tagħmir sonokimiku ultrasoniku jaħdem b'effiċjenza ogħla, speċjalment jagħmel ir-riżultati riproduċibbli possibbli. Ix-xejra tal-analiżi hija li d-daqs tal-kampjun qed isir iżgħar u l-użu tal-kimiċi qed jonqos ukoll. Pereżempju, f'dawn l-aħħar snin, l-użu ta 'tagħmir sonokimiku ultrasoniku sar kruċjali, peress li anke l-iżgħar daqs tal-kampjun jirrikjedi proċessar veloċi, ekonomiku u ripetibbli.
Qerda taċ-ċelloli u mikro-organiżmi
Fil-laboratorji moderni, tagħmir sonokimiku ultrasoniku jintuża biex jeqred il-ħitan taċ-ċelluli biex jiġi estratt il-kontenut taċ-ċellula, bħal proteini, mingħajr ma jagħmel ħsara lilhom. Porzjon tal-enerġija introdotta fis-sospensjoni taċ-ċellula tinbidel fis-sħana permezz tal-frizzjoni. Sabiex tiġi evitata ħsara termali fil-kontenut taċ-ċellula, il-kampjun huwa jew soġġett għal trattament ultrasoniku intermittenti perjodikament jew imkessaħ f'kontenitur tat-tkessiħ waqt trattament ultrasoniku. L-għadira tal-ward tista 'twettaq trattament ultrasoniku uniformi fuq mikro-organiżmi, peress li l-enerġija ultrasonika ġġiegħel lill-kampjun jiċċirkola ripetutament taħt is-sonda u matul id-driegħ kollu tal-ġenb. Imqiegħed f'banju tas-silġ, minħabba l-espansjoni tal-wiċċ tal-ħġieġ, jista 'jkessaħ b'mod effettiv il-kontenut.
Il-qerda tal-membrani taċ-ċelluli tiddependi ħafna mill-elastiċità taċ-ċelloli. Komponenti ċellulari, bħal mitokondrija jew ċitoplasma, jistgħu jiġu mħarbta parzjalment billi tbiddel l-enerġija ultrasoniku tal-input u l-qawwa tal-estrazzjoni. Għal batterji partikolarment reżistenti (bħal streptococci), fungi, spori, ħmira, jew kampjuni tat-tessuti, tista 'tinkiseb qerda diretta permezz ta' ponot mikro b'amplitudnijiet ultrasound għoljin ħafna, peress li l-mikro-ponot jistgħu jdaħħlu ammont kbir ħafna ta 'enerġija fl-iżgħar daqs tal-kampjun Jonqos
Meta tuża mikrolitri, ir-ragħwa u t-tixrid fil-kontenitur huma problema ikbar. Jista 'jikkawża telf siewi ta' materjali tal-kampjun. Għalhekk, ir-regolamentazzjoni tal-poter hija importanti ħafna. Jekk trid teqred ċelloli b'ħitan instabbli, hemm bżonn ta 'ammont żgħir ta' enerġija jew amplitudni. Sabiex tinħall kontinwament fi kwantitajiet kbar, kontenitur tal-fluss speċjali magħmul mill-ħġieġ jew azzar li ma jissaddadx b'kamra ultrasonika jintuża biex jikkura kull partiċella tas-sospensjoni bl-istess saħħa. Jekk il-kontenitur huwa mgħammar addizzjonalment b'ġakketta tat-tkessiħ, tista 'tiġi eskluża ħsara termali fil-kontenut taċ-ċellula. Sabiex tiġi evitata kontaminazzjoni minn partiċelli barranin, bħal partiċelli erożivi mis-sonda, trattament ultrasoniku indirett huwa preferut fi booster tazza jew ħorn tat-tazza. Dan il-metodu jikseb saħħa u tkessiħ uniformi.
Applikazzjonijiet fil-Bijokimika u l-Mediċina:
1. Qerda tal-kultura organizzattiva
Komponenti u viruses subċellulari jinqerdu mingħajr ebda ħsara.
2. Identifikazzjoni tat-Tfal Ġenituri
Estratt malajr sustanzi emolitiċi ħielsa mill-matriċi mid-demm tal-EDTA tal-missier assunt għall-identifikazzjoni ġenitur-tifel (tnaqqas il-ħin tal-preparazzjoni b'madwar 30 minuta).
3. Uroloġija
Analiżi tal-membrana bijokimika tal-komponenti tal-isperma.
4. Riċerka ġenetika
Estratt DNA minn materjali tal-ġisem tal-bniedem.
5. Preparazzjoni tal-lipidi
L-użu ta 'ultrasound (20 kHz) biex jiddekomponi MLV (liposomi b'ħafna saffi) huwa l-metodu ewlieni għall-produzzjoni ta' SLV (liposomi monolayer).
6. Trattament ta 'vaċċin tal-ġidri
Ipprepara soluzzjoni ta 'infezzjoni mqassma b'mod uniformi.
Imxerred
Bl-għajnuna ta 'enerġija ultrasonika, partiċelli solidi jew saħansitra likwidi jistgħu jiġu mxerrda fi trasportatur ieħor. Trab tan-nanoskala, bħad-dijossidu tat-titanju jew is-silika tal-piroliżi, huma dejjem aktar użati fil-produzzjoni u l-ittestjar ta 'żebgħa u żebgħa, kif ukoll fl-illustrar ta' uċuħ żgħar tal-ġisem tal-karozzi minħabba l-erja speċifika kbira tagħhom tal-wiċċ u l-potenzjal ta 'reazzjoni dejjem jiżdied tagħhom. Barra minn hekk, dawn is-sustanzi għandhom tendenza avversa lejn l-aggregazzjoni, li jirriżultaw fi tnaqqis fil-fluwidità u l-inxarrab. L-agglomerati ffurmati jinqerdu minn omoġenizzatur ultrasoniku u t-tixrid huwa stabbli permanenti biex jipprevjeni l-aggregazzjoni mill-ġdid.
Fl-analiżi tad-daqs tal-partikuli, it-tixrid huwa kruċjali għall-proċess tal-kejl. Il-partiċelli jistgħu jiġu identifikati biss matul il-proċess ta 'kejl, u jidhru bħala sinjali ta' kejl li jinstabu fiż-żona tal-kejl. Għalhekk, agglomerati mhux imxerrda jirriżultaw fi żbalji ta 'kejl sinifikanti. Bl-għajnuna tal-ultrasound, il-partiċelli huma suddiviżi biex jippreparaw għal kejl sussegwenti.
Meta tintuża emulsifikazzjoni ultrasonika, żewġ likwidi li ma jistgħux jitħalltu bħaż-żejt u l-ilma jiġu pproċessati f'lozjoni omoġenja kważi. Meta mqabbel ma 'metodi tradizzjonali bl-użu ta' rotors, l-ultrasound jista 'jipproduċi lotion imxerred fin b'daqs żgħir ħafna tal-qtar u stabbiltà għolja ħafna. La l-formazzjoni ta 'clumps jew raggruppamenti u lanqas is-soluzzjoni ta' qtar ma sseħħ. Meta tuża metodi tradizzjonali bħal rotors jew mixers, ħawwad bil-mod ħafna drabi jwassal għal separazzjoni tal-likwidu. It-taħlit malajr wisq jista 'jwassal għal inklużjonijiet ta' arja mhux mixtieqa. Omoġenizzaturi ultrasoniċi huma komunement użati fl-ispiżeriji għal produzzjoni ta 'ingwenti fuq skala żgħira ta' kwalità għolja.
Fil-ħajja tagħna ta 'kuljum, se niltaqgħu ma' ħafna forom differenti ta 'lotion omoġenizzat ultrasoniku, bħal fil-kożmetiċi jew fil-lotion.
Omoġenizzazzjoni
L-ambitu tal-applikazzjoni tat-teknoloġija tal-omoġenizzazzjoni ultrasoniku jvarja mill-produzzjoni taż-żebgħa u l-verniċ għall-omoġenizzazzjoni tal-ilma tad-drenaġġ u tal-ħamrija għal skopijiet analitiċi, u mbagħad għall-preparazzjoni tal-kampjun għall-analiżi tad-daqs tal-partikuli. Speċjalment għall-ilma tad-drenaġġ industrijali, huwa meħtieġ li tivverifika kontinwament il-preżenza ta 'metalli tqal, xaħmijiet, jew żjut fil-laboratorji ambjentali sabiex tieħu miżuri immedjati meta l-konċentrazzjoni taqbeż l-istandard. Għal riżultati ta 'analiżi rappreżentattiva, huwa meħtieġ li l-kampjun tad-drenaġġ jinbidel fi stat omoġenju. Dan jinkiseb permezz ta 'omoġenizzazzjoni ultrasonika b'affidabilità għolja f'perjodu ta' żmien qasir ħafna.
Sabiex jiġi kkaratterizzat il-potenzjal tal-miżbla u l-valutazzjoni li jniġġes ta 'kampjuni ta' skart, bħal PAH (idrokarburi aromatiċi poliċikliċi), metalli tqal, jew MKW (idrokarburi taż-żejt minerali) fil-ħamrija, estrazzjoni ultrasonika tintuża bħala proċess ta 'omoġenizzazzjoni rapida bħala metodu alternattiv bħala metodu alternattiv għal elużjoni.
Fl-agrikoltura, omoġenizzaturi ultrasoniċi jintużaw għall-preparazzjoni tal-kampjun biex sussegwentement jiddeterminaw il-kontenut ta 'THC fil-kannabis u l-konċentrazzjoni PAH f'ikel veġetali (bħal frawli) ibbażati fuq it-tagħbija tal-ħamrija.
Omoġenizzaturi ultrasoniċi ħafna drabi jintużaw għall-kontroll tal-kwalità tal-ikel. Sabiex jintlaħqu l-valuri tal-limitu, il-kontenut tan-nitrat tal-ġobon għandu jitkejjel fil-laboratorju. Il-metodu preċedenti ta 'l-użu ta' distillazzjoni ta 'xilenol metanol u fotometrija sussegwenti kien problematiku ħafna fit-tossikoloġija u partikolarment jieħu ħafna ħin. Għalhekk, sabiex tiddetermina kwantitattivament il-kontenut tan-nitrat jew tgħaffeġ il-ġobon mekkanikament minn qabel. Imbagħad, f'perjodu qasir ta 'żmien, sar omoġenizzazzjoni densa u fina fiċ-ċelloli tal-għoqda tal-ward bl-użu tal-ultrasound. Id-daqs tal-partiċella li jista 'jinkiseb huwa inqas minn 1 μm, u peress li l-formazzjoni ta' aggregazzjoni ma sseħħx, tippromwovi ħafna filtrazzjoni sussegwenti biex taħsel kwantitattivament joni.
