هموژنایزر التراسونیک آزمایشگاهی چیست؟

هموژنایزر التراسونیک آزمایشگاهی از تجهیزات مورد استفاده در آزمایشگاه های تحقیقاتی و آموزشی است. Homogenizer یکی از تجهیزات آزمایشگاهی است که برای همگن سازی (Homogenization) و خرد کردن بازه گسترده ای از مواد مایع و جامد بکار می رود.

دستگاه هموژنایزر به صورت فیزیکی ماده مورد نظر را به اندازه های کوچک و یکنواخت تبدیل می کند. هموژن کردن مواد با استفاده از دستگاه همگن ساز نسبت به روش های قدیمی تر باعث تولید نمونه های با کیفیت تر با امکان آلودگی زیست محیطی کمتر، احتمال نشر بیماری پایینتر، سر و صدای کمتر و سرعت بالاتر می باشد. این دستگاه در لغت به معنی همگن ساز است.

در این مقاله سعی بر معرفی و کاربردهای آزمایشگاهی دستگاه فوق است.  در بعضی از موارد نیاز است که نمونه مورد استفاده یکنواخت باشد. این نمونه در پاره ای از موارد ریز بوده مثل باکتری ها و یا شامل قطعات بزرگ است، در چنین مواردی به یک پیش پردازش نیاز است.  به طور معمول از دو روش فشار قوی و اولتراسونیکی جهت همگن کردن نمونه ها استفاده می شود.

هموژنایزر فشار بالا (High Pressure)

در روش فشار قوی(روتور استاتور) که به طور معمول در نمونه های مایع استفاده می شود، تجهیزات خاصی به کار می رود. عمده کاربرد این روش در صنایع غذایی، لبنی، داروئی، شیمیایی و بیوتکنولوژی است. در این روش به وسیله پیستون های رفت و برگشتی، نمونه ها پشت یک شیر فشار قوی که در آن برای عبور ذرات، فاصله قابل تنظیمی وجود دارد، فشرده می شوند.

ذراتی که از این محل عبور می کنند به واسطه اختلاف فشاری که بین دو طرف شیر وجود دارد،  دچار یک تلاطم (توربولانس) شده  و در اثر برخورد با سرعت بالا با یکدیگر باعث خرد شدن ذرات می شوند.  هدف از چنین عملی، تولید کامپوزیت های همگن، امولسیونی و یا ذرات ریز آسیاب شده است.

مطمئن باشید که خروجی این روش تغییری در مشخصات مواد  از قبیل رنگ، مقادیر طبیعی، قابلیت حلالی و پایداری پدید نخواهد آورد.

هموژنایزر بید میل (Bead mill)

از بین انواع هموژنایزر تنها مدل بید میل قابلیت همگن سازی و خرد کردن هم مایعات و هم جامدات را دارد و سایر مدل ها تنها قابلیت هموژنیزه کردن مایعات را دارند. یکی از محصولات اصلی کمپانی دامل (Domel) دستگاه Bead Mill می باشد. این دستگاه قابلیت همگن سازی رنج گسترده ای از مواد جامد و مایع را دارد.

همانطور که می دانید امواج مافوق صوت، به دسته ای از امواج مکانیکی گفته می شود که فرکانس نوسان آنها از محدوده شنوائی انسان (20HZ – 20KHZ) فراتر است. این محدوده کاری سبب ایجاد ارتعاش محیط با سرعت های بالا و به دنبال آن ایجاد حفرات متعدد و ریزی در داخل مایع می شوند که به این حالت کاویتاسیون (cavitation) می گویند.

این فرایند می تواند به پاشش مایع با سرعتی در حدود 420 کیلومتر در ساعت، ایجاد فشاری معادل 200 بار و یا دمای بالای 4500 درجه سانتی گرادی در آن شود. با استفاده از قابلیت های امواج اولتراسونیک که گفته شد می توان ذرات مایع و یا جامد را که سخت یا نرم باشند، همگن کرد.

امواج  اولتراسونیک

به عبارت دیگر امواج اولتراسوند می تواند تولید شوک هایی کند که در تمام نمونه سبب از بین رفتن سلول ها، اندامک ها و لایه های زیر سلولی شود. اولتراسوندهای مورد استفاده در آزمایشگاه ها برای حجم های بین 50 میلی لیتر تا 2 لیتر و نوع صنعتی آن در حجم های 5 لیتر تا 2000 لیتر ساخته می شوند.

همان طور که گفته شد دقت در توانایی هر روش جهت تولید محصول نهایی از اهمیت زیادی برخوردار است. آنچه از همگن سازی مد نظر است تولید نمونه هایی است که در تمام نمونه شرایط شیمیایی و فیزیکی یکسان باشد. به طور مثال تولید نانو الیاف ها و یا استخراج ماده ای خاص از سلول. برای تولید چنین نمونه هایی باید بعضی ویژگی های ماده، حتی ساختار سلولی آن نیز تخریب شود.

به عنوان مثال، اگر به غشاء سالم نیاز بوده و یا فرایندی خاص بر روی غشاء لازم باشد، فرایند همگن سازی باید از بین برنده بافت بیرونی سلول باشد در حالی که تخریب اجزای سلولی کامل صورت نپذیرد، اما چنانچه به پروتئین های فعال نیاز باشد به ویژه مواردی که به حرارت نیز حساس است،

از روش هایی که تولید حرارت و کف می کند نباید استفاده شود و یا اگر کمی سازی یک ماده هدف باشد، به روشی برای آزاد سازی تمام قسمت های آن ماده نیاز است که تمام ساختار سلول را از هم جدا کند. در نتیجه در انتخاب فرایند همگن سازی روشی را منطبق با نیاز باید برگزید.

پس در تشریح و انتخاب روش های موجود، درک دو نکته قوت و محدویت آن ها با ارزش است. به طور مثال از همگن سازی Dounce جهت شکستن سلول برای آماده سازی هسته ها و کروموزوم های سالم استفاده می شود.

 کاربرد هموژنایزر تحقیقاتی

1. شکستن سلول، باکتری، ویروس و بافت ها به طور مثال جهت استخراج سلول.
2. امولسیون در آوردن موادی که به سختی قابل حل هستند مانند روغن در آب و یا ذرات در حد میکرومتر.
3. مخلوط کردن مواد شیمیایی جهت واکنش بر یکدیگر.
4. جداسازی ذرات در حد نانومتر در موارد تحقیقاتی پزشکی، بیوتکنولوژی، صنعت اتومبیل.
5. تولید محلول های ترکیبی.

بیشتر کاربرد همگن سازی، تخریب لایه های بافت (Disruption) است. این عمل به دو صورت شیمیایی و مکانیکی قابل انجام است. هموژنایزر در بسیاری زمینه های تحقیقاتی و علمی مانند پزشکی قانونی، میکروبیولوژی، بیوتکنولوژی، دامپزشکی، شیمی، زمین شناسی، فلزشناسی، زیست بوم شناسی، کنترل غذا و نوشیدنی، داروسازی و تغذیه کاربرد دارد.

از هموژنایزر برای همگن سازی و خرد کردن موادی مانند خاک، گیاهان، مواد غذایی، اجزای بدن موجودات مانند استخوان و دندان و مو، خون و قارچ، باکتری و… استفاده می شود. یکی از قدیمی ترین کاربردهای آن هموژنیزه کردن شیر و یکنواخت کردن پراکندگی چربی در بخش مایع آن می باشد.

بخش های مختلف دستگاه هموژنایزر

• بدنه اصلی دستگاه
• ظرف مخصوص نمونه دارای ابعاد و جنس های متنوع برای کاربردهای مختلف
• (معمولا از جنس فولاد ضد زنگ Stainless Steel و تفلون PTFE)
• گوی فلزی با اندازه های مختلف

جهت مشاهده مشخصات انواع مختلف هموژنایزرهای اولتراسونیک آزمایشگاهی لطفا به صفحه لیست قیمت مراجعه فرمایید. همچنین پیشنهاد میشود جهت آشنایی بیشتر به وب سایت کمپانی آلمانی IKA نیز سری بزنید. همه ی محصولات دارای یک سال ضمانت و 10 سال خدمات پس از فروش می باشند.

نتیجه گیری