Каковы применение ультразвуковой сонохимии в медицине?

 

Ультразвуковое можно использовать в химии для увеличения скорости реакции и урожайности продукта. Большая часть влияния ультразвука на химические реакции обусловлена ​​кавитацией: образованием и разрывом небольших пузырьков в растворителях. В этом обзоре мы сначала предоставляем обзор физического фона кавитации и обсудим его зависимость от таких факторов, как интенсивность звука и частота, растворитель и температура. Влияние ультразвука на химические реакции рассматривается как для гомогенных, так и для гетерогенных жидко-твердовых систем. Первое поле в основном иллюстрируется обсуждением влияния ультразвука на реакции полимеризации и деполимеризации, в то время как второе поле иллюстрируется выбранными примерами в органическом синтезе. Мы также кратко обсудили тенденцию ультразвукового изменения механизма реакции для поддержки однородного (а не гетерогенного) пути. Конкретное предпочтение конкретного пути при сонохимических условиях, отличных от пути при механическом перемешивании, называется «сонохимическим преобразованием». Сравнение ультразвукового оборудования, используемого для лабораторных экспериментов, и предоставило некоторые практические «методы и ловушки».

 

Ультразвуковое нарушение и лизис клеток

 

Ультразвуковое сонохимическое оборудование в основном используется для подготовки и производства образцов. Эти поля, в частности, включают гомогенизацию, эмульгификацию и суспензию различных веществ, а также ускорение химических реакций, лизиса клеток и экстракции содержания клеток. Использование ультразвукового сонохимического оборудования может избирательно разрушать определенные вещества, сокращать утомительные процессы подготовки и повысить выход многих реакций. Сравнение с оборудованием для механической обработки, таким как планетарные шариковые мельницы, роторы/статоры или гомогенизаторы зазоров, показывает, что ультразвуковое сонохимическое оборудование работает с более высокой эффективностью, особенно что позволяет воспроизводимым результатам. Тенденция анализа заключается в том, что размер выборки становится меньше, а использование химических веществ также уменьшается. Например, в последние годы использование ультразвукового сонохимического оборудования стало решающим, поскольку даже самые маленькие размеры выборки требуют быстрой, экономичной и воспроизводимой обработки.

 

 

Разрушение клеток и микроорганизмов

 

В современных лабораториях ультразвуковое сонохимическое оборудование используется для разрушения клеточных стенок для извлечения содержимого клеток, таких как белки, не повреждая их. Часть энергии, введенная в клеточную суспензию, преобразуется в тепло в результате трения. Чтобы избежать теплового повреждения клеточного содержимого, образец либо периодически подвергается прерывистой ультразвуковой обработке, либо охлаждается в контейнере с охлаждением во время ультразвуковой обработки. Розовый пруд может равномерно обрабатывать микроорганизмы ультразвуком, потому что энергия ультразвука заставляет образец неоднократно циркулировать под зондом и по боковой руке. Поместив в ледяную ванну, стеклянная поверхность расширяется и эффективно охлаждает содержимое.

 

Разрушение клеточных мембран в значительной степени зависит от эластичности клеток. Клеточные компоненты, такие как митохондрии или цитоплазма, могут быть частично нарушены путем изменения входной ультразвуковой энергии и мощности экстракции. Для особенно устойчивых к лекарствам бактерий (таких как Streptococcus), грибов, споров, дрожжей или образцов ткани можно достичь прямого разрушения с очень высокими амплитудами ультразвука с использованием микротрубочек, поскольку микротрубки могут вводить очень большие количества энергии в наименьший размер выборки.

 

При использовании микролитров пена и брызги в контейнере являются большей проблемой. Может вызвать потерю ценных материалов образца. Следовательно, регулирование власти очень важно. Если вы хотите уничтожить клетки нестабильными стенами, необходимо лишь небольшое количество мощности или амплитуды. Чтобы непрерывно растворяться в больших количествах, для обработки каждой частицы суспензии используется специальный контейнер с потоком из стекла или нержавеющей стали с ультразвуковой камерой. Если контейнер оснащен дополнительной охлаждающей курткой, он может устранить тепловое повреждение содержимого ячейки. Чтобы избежать загрязнения иностранными частицами, такими как частицы эрозии из зондов, косвенная ультразвуковая обработка предпочтительнее в бустерах для чашек или на чашках. Этот метод достигает равномерной силы и охлаждения.

 

 

Заявки на биохимию и медицину:

 

Разрушение организационного выращивания

 

Субклеточные компоненты и вирусы были нарушены без какого -либо повреждения.

 

Родительский детский тестирование

 

Быстро извлечь матричный гемолиз из предполагаемой кровь ЭДТА отца для тестирования отцовства (сокращение времени приготовления примерно на 30 минут).

 

Урологическая хирургия

 

Биохимический мембранный анализ состава сперматозоидов.

 

Генетические исследования

 

Экстракт ДНК из материалов тела человека.

 

Липосомный подготовка

 

Использование ультразвука (20 кГц) для разложения MLV (многослойные липосомы) является основным методом для продуцирования SLV (монослойные липосомы).

 

Лечение вакцины против оспы

 

Приготовьте равномерно распределенного инфекционного раствора.

 

Рассеян

 

С помощью ультразвуковой энергии твердые частицы или даже жидкости могут быть рассеяны в другого носителя. Наноразмерные порошки, такие как диоксид титана или пиролитический кремнезем, все чаще используются при производстве испытательных красок и покрытий или для полировки поверхностей мелких автомобильных тел, из -за их большой удельной площади поверхности и постоянно увеличивающегося потенциала реакции. Кроме того, эти вещества имеют неблагоприятную тенденцию к агрегации, что приводит к снижению текучести и смачиваемости. Сформированные агломераты нарушаются ультразвуковым гомогенизатором, и дисперсия постоянно стабилизируется для предотвращения повторной агломерации.

В анализе размера частиц дисперсия имеет решающее значение для процесса измерения. Частицы могут быть идентифицированы только во время процесса измерения и появляться в качестве обнаруживаемых сигналов измерения в области измерения. Следовательно, недопустимые агломераты приводят к значительным ошибочным измерениям. С помощью ультразвука частицы подразделяются для подготовки к последующим измерениям.

Когда используется ультразвуковая эмульгификация, два несмешивающихся жидкости, такие как нефть и вода, обрабатываются в квази однородный лосьон. По сравнению с традиционными методами, использующими роторы, ультразвук может производить мелко диспергированный лосьон с очень маленьким размером капель и очень высокой стабильностью. Ни формирование компонентов, ни кластеров, ни урегулирования капель. При использовании традиционных методов, таких как роторы или перемешивание, медленное перемешивание часто приводит к разделению жидкости. Слишком быстро смешивание может вызвать нежелательные воздушные включения. Ультразвуковые гомогенилизаторы обычно используются в аптеках для высококачественной мелкомасштабной продукции мази.

В нашей повседневной жизни мы столкнемся с множеством различных форм ультразвукового гомогенизированного лосьона, таких как косметика или лосьон.

 

Гомогенизация

 

Объем применения технологии ультразвуковой гомогенизации варьируется от производства красок и лаков до гомогенизации сточных вод и образцов почвы для аналитических целей, а затем до приготовления образца для анализа размера частиц. Особенно для промышленных сточных вод, он постоянно проверяется в окружающей среде лаборатории на наличие тяжелых металлов, жиров или масла, чтобы немедленно принять меры, когда концентрация превышает стандарт. Для репрезентативных результатов анализа необходимо преобразовать образец сточных вод в однородное состояние. Это достигается за счет ультразвуковой гомогенизации с высокой надежностью за очень короткий период времени.

Чтобы охарактеризовать потенциал схоза и загрязняющие оценки образцов отходов, таких как ПАУ (полициклические ароматические углеводороды), тяжелые металлы или MKW (углеводороды минерального масла) в почве, ультразвуковая экстракция используется в качестве процесса быстрого гомогенизации в качестве альтернативного метода для элюирование.

В сельском хозяйстве ультразвуковые гомогенизаторы используются для приготовления образцов для впоследствии определения содержания ТГК в каннабисе и концентрации ПАУ в растительных пищевых продуктах (таких как клубника) на основе нагрузки на почву.

 

Ультразвуковые гомогенилизаторы часто используются для контроля качества пищи. Чтобы соответствовать пределу, содержание нитратов в сыре должно быть измерено в лаборатории. Предыдущий метод использования дистилляции и последующей фотометрии ксилонола был очень проблематичным в токсикологии и особенно трудоемкой. Поэтому для количественного определения содержания нитратов или механически предварительно раздавить сыр. Затем, за короткий промежуток времени, ультразвук использовался для проведения плотной и тонкой гомогенизации в клетках розовых буточек. Достижимый размер частиц составляет менее 1 мкм, и из -за отсутствия агрегатного образования он значительно облегчает последующую фильтрацию для количественного вымывания ионов.