تجهیزات آزمایشگاهی_ هموژنایزر التراسونیک سونیکاتور (Sonicator-homogenizer)
تاریخچه
یکی از قدیمی‌ترین دستگاه‌هایی که کار همگن‌سازی را برای هزاران سال و برای مصارف مختلف خانگی و سپس آزمایشگاهی انجام داده است، هاون‌ها هستند که حتی هنوز هم در آزمایشگاه‌ها به عنوان وسیله‌ای استاندارد مورد استفاده قرار می‌گیرند. اما دستگاه‌های پیشرفته دیگری در این زمینه به وجود آمد که سرعت، دقت و کارامدی بالاتری داشتند. بدین ترتیب، اولین دستگاه هموژنایزر در سال 1899 ، توسط آگوست گالین (Auguste Gaulin)، اختراع شد. این اختراع دربردارنده سه پمپ پیستونی سیلندری شکل (شبیه به آنچه در موتور اتومبیل‌ها دیده می‌شود) به همراه شیرفلکه‌ها بود و برای همگن کردن چربی شیر استفاده شد. با این روش ذرات چربی شیر 500 تا 600 برابر کوچک‌تر می‌شدند. در شکل زیر اولین هموژنایزرهای تولید شده را مشاهده می‌کنید.
گالین_ رانی (Gaulin_ Rannie)، نام‌های مشهوری در تاریخ همگن‌سازی هستند. از آن زمان تا کنون پیشرفت‌های بسیار زیادی در زمینه انواع دستگاه‌های هموژنیز کننده به وجود امده است که با برندهای مختلف تجاری در بازار عرضه می‌شود.
امروزه هموژنایزرها در زمینه‌های مختلف مواد غذایی، لبنیات، مواد آرایشی و بهداشتی، مواد شیمیایی، بیوتکنولوژی و مواد دارویی، استفاده می‌شوند.
هموژنیزه کردن چیست
همگن کردن از دو واژه یونانی Homos به معنای یکسان و genos به معنای نوع تشکیل شده است و فرایندی برای تبدیل کردن دو مایع نامخلوط شدنی (مانند مایعات نامحلول در یکدیگر) به یک امولسیون (دسته ای از کلوئیدها که مواد ریز شده در ماده دیگری انتشار یافته اند) است. برای به دست آمدن یک مخلوط یکنواخت، باید یکی از مواد تشکیل دهنده تا کوچک‌ترین حد ممکن به ذرات کوچک تشکیل دهنده خود تبدیل شوند تا قدرت انتشار یکنواخت را در ماده دوم که معمولا مایع است، به وجود اید.
در بعضی از موارد، دو دسته از یکنواخت سازی را مشخص می‌کنند: هموژنیزه کردن اولیه: زمانی که امولسیون به صورت مستقیمی از مایعات جداگانه ایجاد شده باشد و امولسیون ثانویه زمانی که امولسیون به واسطه کاهش اندازه ذرات در یک امولسیون ایجاد می‌شود.
اولتراسونیک
اولتراسونیک (ultrasonic) واژه‌ای مشتق شده از اولتراسوند (ultrasound) است. اولتراسوند، صداهایی با فرکانس بالاتر از محدوده شنوایی انسان را شامل می شوند (در محدوده شنوایی بین 20 کیلوهرتز تا چندین گیگاهرتز). حیواناتی مانند خفاش‌ها و خوک‌های دریایی (porpoises) از این امواج برای شناسایی شکار و موانع استفاده می‌کنند. دانشمندان امواج اولتراسوند را با استفاده از دیاگرام‌های گرافنی (grapheme diaphragms)، مورد مطالعه قرار می‌دهند.
اولتراسوند و اولتراسونیک دارای موارد مختلف استفاده مانند موارد زیر هستند:
اولتراسوند در بخش‌های مختلفی استفاده می‌شوند: وسایل اولتراسوند برای شناسایی اشیا و اندازه‌گیری مسافت‌ها استفاده می‌شوند. تصویربرداری اولتراسوند یا سونوگرافی اغلب در پزشکی استفاده می‌شود. در تست‌های غیر تخریبی محصولات و ساختارها، اولتراسوند برای شناسایی درزهای نامرئی استفاده می‌شود. در صنعت، اولتراسوند برای شستشو، مخلوط کردن، و افزایش سرعت فرایندهای شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرد
سونیکاتیون (sonication)
استفاده از انرژی صوت برای تحریک ذرات درون یک نمونه است که با اهداف گوناگونی استفاده می‌شود
در آزمایشگاه‌ها معمولا از حمام و یا پروب اولتراسونیک استفاده می‌کنند که در اصطلاح محاوره‌ای، به آن سونیکاتور اطلاق می‌شود. در ماشین‌های کاغذی، یک فویل اولتراسونیک می‌تواند فیبرهای سلولزی را به صورت یکنواخت‌تر و با استحکام بیشتری، توزیع کند
اثرات سونیکاتورها
سونیکاتورها دارای اثرات مختلف شیمیایی و فیزیکی هستند. اثرات شیمیایی اولتراسوندها به واسطه اثرات موج‌های اولتراسوند بر سیستم های شیمیایی به وقوع می پیوندد و به نام سونوشیمی خوانده می‌شود. سونوشیمی به واسطه پدیده کاویتاسیون آکوستیک رخ می دهد: تشکیل، رشد و انفجر حباب های جمع شده در یک مایع.
کاربرد هموژنایزرها
سونیکاتیون برای تولید نانوذراتی مانند نانو کریستال ها، لیپوزوم‌ها و موم امولسیون‌ها، تصفیه آب‌های دفعی، عصاره‌گیری روغن‌های گیاهی، عصاره‌گیری از آنتی اکسیدان‌ها، تولید سوخت‌های زیستی، دسولفوره کردن روغن‌های خام، جوشکاری، نانوکامپوزیت‌ها، آفت‌کش ها، سوخت‌ها، تولیدات چوب و بسیاری دیگر از صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرند.
سونیکاسیون‌ها می‌توانند به واسطه برهم کنش‌های بین مولکولی ، موجب تسریع انحلال گردند. این روش به خصوص برای مواردی مفید است که نمی‌توان آنها را به هم زد، در این حالت از لوله‌های NMR استفاده می کنند. این روش برای تولید انرژی لازم برای برهم کنش‌های شیمیایی استفاده می‌شود. سونیکاتیون‌ها می‌توانند برای حذف گازهای محلول درون مایعات استفاده شوند که به این پدیده degassing گفته می‌شود و چنین رخدادی در شرایط ایجاد خلا رخ می دهد. روش سونیکاتیون روشی چایگزین برای یخ- پمپ- ذوب (freeze- pump- thaw) و روش های sparging است.
سونیکاتیون‌ها در زیست شناسی می‌توانند مواد زیستی را غیر فعال کنند. برای مثال، سونیکاتیون‌ها برای شکستن غشاهای سلولی و آزاد کردن محتویات سلولی استفاده می شوند که از آن به عنوان sonoporation یاد می‌کنند. سونیکاتیون برای شکستن DNA، به قطعات کوچک نیز استفاده می شود.
سونیکاتیون‌ها عمولا در نانوتکنولوژی و انتشار ذرات در مایعات استفاده می‌شود.
مزایای استفاده از سونیکاتور
استفاده از همگن‌سازهای فراصوتی، روش بسیار کارامدی در کاهش اندازه ذرات سخت و نرم است. همگن سازی بر پایه کاویتاسیون انجام می‌گیرد. وقتی مایعات در معرض امواج فراصوتی قرار می‌گیرند، به علت ایجاد چرخه فشارهای بالا و پایین (تقریبا 20هزار دور در ثانیه)، مواد انتشار پیدا خواهند کرد. در طی چرخه‌های با فشار پایین، حباب‌های خلا کوچکی در مایع ایجاد می‌شوند. وقتی این حباب‌ها به اندازه مشخصی برسند، در فشارهای بالا، با شدت بسیار به همدیگر ملحق خواهند شد. جریان ایجاد شده در نهایت منجر به برخورد شدید ذرات مجتمع و آگلوتینه خواهد کرد که خود در نهایت منجر به انتشار ذرات خواهد شد
یکی از فواید اصلی این دستگاه، تعداد پایین قطعات و بخش های متحرک و مرطوب است. این موضوع فرسایش و اصطکاک دستگاه را کم کرده و از طرفی مدت زمان تمیز کردن دستگاه را نیز کاهش خواهد داد.
انواع هموژنایزرهای آزمایشگاهی ارائه شده در شرکت ویتا طب کوشا
شما میتوانید با ورود به بخش تجهیزات آزمایشگاهی، فروشگاه هموژنایزر دیجیتالی و هموژنایزر التراسونیک، با انواع هموژنایزرهای ارائه شده در www.4lab.ir، آشنا شوید.