سونیکاتور یا حمام اولتراسونیک؛ کدام یک برای آزمایشگاه شما مناسب تر است؟
امواج فراصوت یا اولتراسوند سال هاست که در آزمایشگاه ها و محیط های صنعتی برای کاربردهای مختلفی استفاده می شوند. این امواج به دلیل توانایی منحصر به فردشان در ایجاد پدیده کاویتاسیون (تشکیل و ترکیدن میکروحباب ها در مایع) باعث اعمال نیروهای مکانیکی قدرتمند در مقیاس میکروسکوپی می شوند. از شکستن دیواره سلولی گرفته تا تمیز کردن دقیق قطعات صنعتی و الکترونیکی، همه و همه نتیجه استفاده از فناوری اولتراسونیک است. برای استفاده از این ویژگی، دستگاه های متنوعی طراحی شده اند که دو نمونه پرکاربرد آن حمام التراسونیک و سونیکاتور پروبی یا هموژنایزر التراسونیک هستند. بسیاری از محققان و تکنسین های آزمایشگاهی هنگام انتخاب بین این دو دستگاه سردرگم می شوند. در این مقاله تلاش می کنیم به‌صورت دقیق، تخصصی و درعین‌حال ساده، تفاوت سونیکاتور و حمام اولتراسونیک همرا با کاربردها، مزایا و محدودیت های هر دو دستگاه را بررسی کنیم تا انتخاب برای شما آسان تر شود.
در ضمن می توانید از مشاوره رایگان کارشناسان رویان ایران، بزرگترین مرجع تخصصی فروش تجهیزات آزمایشگاهی، برای انتخاب و خرید مناسب ترین دستگاه با توجه به کاربرد مورد نظر شما بهره مند شوید.
حمام اولتراسونیک چه دستگاهی است؟
حمام اولتراسونیک یکی از رایج ترین دستگاه هایی است که تقریبا در هر آزمایشگاه و حتی بسیاری از کارگاه های صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد. ساختار آن شامل یک مخزن پر از مایع، که معمولا آب یا محلول های تمیزکننده مخصوص حمام التراسونیک است، و یک منبع تولید امواج فراصوت است. امواج تولید شده وارد مایع می شوند و پدیده ای به نام کاویتاسیون ایجاد می کنند. کاویتاسیون به تشکیل و انفجار پی در پی میکروحباب ها در مایع گفته می شود. این انفجارها انرژی زیادی آزاد می کنند که موجب جداسازی آلودگی ها، ذرات چسبیده و حتی لایه های نازک رسوب از سطوح می شود.
یکی از کاربردهای اصلی حمام التراسونیک شست و شو و تمیز کردن به روش غیرتماسی است. برای مثال:
- بردهای الکترونیکی که پر از گردوغبار و چربی هستند بدون آسیب به قطعات حساس تمیز می شوند.
- ابزارهای جراحی و پزشکی و دندانپزشکی ضدعفونی و آماده استفاده مجدد می گردند.
- شیشه آلات آزمایشگاهی که با مواد شیمیایی یا رسوبات پوشیده شده اند، به راحتی تمیز می شوند.
- برای یکنواخت کردن محلول ها یا دیسپرس کردن ذرات بسیار مناسب است.
- به عنوان انرژی سبز برای انجام برخی واکنش های شیمیایی در آزمایشگاه ها کاربرد دارد.
- برای گاززدایی محلول ها خصوصا نمونه های HPLC ضروری است.
مزیت بزرگ این دستگاه این است که انرژی امواج به‌طور غیرمستقیم منتقل می‌شود. البته همین ویژگی باعث می شود که حمام التراسونیک برای کارهای تخصصی مثل لیز سلول ها چندان مؤثر نباشد.
سونیکاتور پروبی چه دستگاهی است؟
سونیکاتور یا همان هموژنایزر اولتراسونیک یک دستگاه تخصصی تر است که بیشتر در پژوهش های زیستی و شیمیایی کاربرد دارد. در این دستگاه یک میله فلزی، معمولا از جنس تیتانیوم، به طور مستقیم وارد نمونه می شود. پروب، ارتعاشات شدید اولتراسونیک را مستقیما به محلول یا سوسپانسیون منتقل می کند.
شدت انرژی ای که منتقل می شود در این حالت بسیار بالاتر از حمام التراسونیک است بنابراین برای کاربردهای متفاوتی نسبت به حمام اولتراسونیک استفاده می شود. برای نمونه:
- شکستن سلول ها (Cell Disruption): در تحقیقات مولکولی و سولی برای آزادسازی DNA، RNA یا پروتئین ها از سونیکاتور استفاده می شود.
- همگن سازی (Homogenization): ترکیباتی که به سختی با هم مخلوط می شوند با سونیکاتور به سوسپانسیون یکنواخت تبدیل می شوند.
- دیسپرس کردن نانوذرات: در سنتز مواد نانوساختار یا ذرات معلق، سونیکاتور بهترین ابزار برای جلوگیری از تجمع ذرات و کلوئید شدن آن ها است.
- تسریع واکنش های شیمیایی: در شیمی آلی از سونیکاتور برای افزایش بازده و سرعت واکنش ها استفاده می شود. البته انرژی ای که حمام التراسونیک فراهم می کند معمولا برای این دسته از واکنش ها کافی است و در برخی واکنش های خاص سونیکاتور بهترین بازدهی را ایجاد می کند.
البته سونیکاتور محدودیت هایی هم دارد. به دلیل تماس مستقیم پروب با نمونه، خطر آلودگی یا انتقال ذرات فلزی از پروب وجود دارد. علاوه بر این، انرژی زیاد دستگاه می تواند موجب گرم شدن سریع نمونه شود و برای موادی که به دما حساس هستند، مشکل ایجاد کند و قبل از استفاده راه حل مناسبی را فراهم کرد.
تفاوت سونیکاتور و حمام اولتراسونیک از نظر کاربرد
همان طور که گفتیم، حمام التراسونیک دستگاه عمومی تری است کاربردهای متنوعی در صنایع مختلف و آزمایشگاه ها دارد. در حالی که سونیکاتور پروبی، دستگاهی بسیار تخصصی است که اصلا همه آزمایشگاه ها لزومی به داشتن آن ندارند و مناسب کاربردهایی مانند تمیز کردن قطعات ظریف و حساس ندارد. از هموژنایزر التراسونیک بیشتر در آزمایشگاه های صنایع غذایی آزمایشگاه های تخصصی سلولی و مولکولی و … استفاده می شود.
انتخاب دستگاه مناسب بر اساس کاربرد
با درک تفاوت سونیکاتور و حمام اولتراسونیک می توانید دستگاه مناسب را بر اساس کارایی مورد انتظار انتخاب کنید. در ادامه مثال هایی از کاربردهای هر دو دستگاه آورده شده است:
- در شیمی آلی، اگر هدفتان تسریع واکنش ها یا تهیه امولسیون های پایدار باشد، حمام التراسونیک انتخاب بهتری است. تنها در موارد خاصی که انرژی کافی از طریق حمام التراسونیک تامین نمی شود، می توان سراغ سونیکاتور پروبی رفت. اما برای شستن شیشه آلات بعد از واکنش، حمام التراسونیک کافی است.
- در شیمی تجزیه، حتما به حمام اولتراسونیک برای گاززدایی دقیق نمونه ها نیاز است و سونیکاتور کاربردی ندارد.
- در زیست‌شناسی مولکولی، جداسازی DNA یا لیز سلول ها فقط با سونیکاتور امکان‌پذیر است. درحالی‌که تمیز کردن ابزار آزمایشگاهی با حمام التراسونیک انجام می شود.
- در صنایع الکترونیک، حمام التراسونیک برای شست‌وشوی بردها و قطعات حساس کاربرد گسترده دارد. استفاده از سونیکاتور در این زمینه نه تنها مزیتی ندارد، بلکه می تواند به قطعات آسیب بزند.
- در تحقیقات نانو، برای جلوگیری از تجمع نانوذرات و دیسپرس کردن یکنواخت آن ها، انتخاب سونیکاتور یا حمام التراسونیک بستگی به شرایط فیزیکی و شیمیایی نانوذرات دارد.
مزایا و محدودیت های سونیکاتور و حمام التراسونیک
هرکدام از این دو دستگاه نقاط قوت و ضعف خود را دارند. حمام التراسونیک دستگاهی ساده تر، نسبتا ارزان و کم خطر است که نگهداری آسانی دارد. برای کارهای روتین روزمره و صنایعی که نیاز به تمیزکاری دقیق دارند، مناسب است.
در مقابل، سونیکاتور پروبی دستگاهی قدرتمند و تخصصی است. کارهایی انجام می دهد که هیچ وسیله دیگری قادر به انجام آن نیست، اما هزینه خرید و هزینه نگهداری آن بالاتر است. همچنین اپراتور باید آموزش کافی دیده باشد تا از آسیب به نمونه یا دستگاه جلوگیری شود.
سونیکاتور از نظر قیمت بسیار گران تر از یک حمام التراسونیک آزمایشگاهی با ظرفیت متوسط و حتی بالا است.
در نهایت، با توجه به تفاوت سونیکاتور و حمام اولتراسونیک، کدام یک را باید خریداری کنید؟
سونیکاتور و حمام التراسونیک هر دو ابزارهایی ارزشمند هستند که بر پایه یک اصل علمی مشترک کار می‌کنند. بااین‌حال، اگر بخواهیم نگاهی کلی داشته باشیم، تفاوت اصلی این دو دستگاه در نحوه انتقال انرژی است. حمام التراسونیک انرژی امواج را به صورت غیرمستقیم و از طریق مایع واسط منتقل می کند. درحالی‌که سونیکاتور پروبی امواج را مستقیما وارد نمونه کرده و انرژی بسیار بیشتری آزاد می کند. اگر نیاز شما تمیز کردن تجهیزات یا آماده سازی ساده نمونه هاست، حمام التراسونیک بهترین انتخاب است. اما اگر در حوزه های پیشرفته‌تر مثل زیست‌شناسی مولکولی یا نانوتکنولوژی فعالیت دارید، سونیکاتور پروبی ابزاری ضروری خواهد بود.
برای دریافت اطلاعات بیشتر، استعلام قیمت و خرید دستگاه با کارشناسان رویان ایران تماس حاصل نمایید.