Máy phá mẫu siêu âm (sonicator): Branson, Qsonica, Hielscher
Phân tích chi tiết ba dòng sonicator phổ biến: Branson SFX550, Qsonica Q700 và Hielscher UP400St — so sánh công suất, tần số, ứng dụng phá tế bào và tạo nano-emulsion.
Máy phá mẫu siêu âm là gì?
Máy phá mẫu siêu âm (ultrasonic homogenizer/sonicator) sử dụng dao động siêu âm tần số 20–40 kHz truyền qua đầu dò titanium để tạo hiện tượng cavitation, giúp phá vỡ tế bào, tạo nhũ tương nano, hòa tan polymer, làm sạch và chiết xuất hợp chất tự nhiên. Đây là thiết bị bắt buộc trong PTN sinh học phân tử, dược phẩm bào chế, công nghệ nano và phân tích môi trường.
Bảng so sánh thông số kỹ thuật
| Thông số | Branson SFX550 | Qsonica Q700 | Hielscher UP400St |
|---|---|---|---|
| Công suất (W) | 550 | 700 | 400 |
| Tần số (kHz) | 20 | 20 | 24 |
| Biên độ (amplitude) | 0–100 %, 50 µm peak | 1–100 %, 117 µm | 20–100 %, 100 µm |
| Thể tích xử lý | 0,5–250 mL | 0,5–500 mL | 5–2.000 mL |
| Pulse mode | 1 s ON / 1 s OFF lập trình | Có, tới 99 chương trình | 0,1–1 s, vô cấp |
| Đầu dò (probe) | 1/2", 3/4", microtip | 1/8" – 1" | 3 mm – 22 mm |
| Chống ồn | Sound enclosure tùy chọn | Sound enclosure | Soundproof box tùy chọn |
| Xuất xứ | Mỹ | Mỹ | Đức |
Tiêu chí lựa chọn
1. Thể tích và quy mô
Mẫu < 50 mL (tế bào, DNA shearing) chọn microtip 1/8" của Qsonica hoặc 3 mm của Hielscher. Mẫu 50–250 mL (chiết xuất, nhũ tương) dùng probe 1/2"–3/4". Quy mô pilot > 1 L: Hielscher UP400St là lựa chọn duy nhất hỗ trợ chế độ flow-cell liên tục.
2. Mức năng lượng cần thiết
Phá tế bào vi khuẩn cần ~ 50 J/mL; phá tế bào động vật cần 20–40 J/mL; tạo nano-emulsion liposome cần 200–500 J/mL. Năng lượng tính bằng biên độ × thời gian × công suất hấp thụ.
3. Tản nhiệt
Siêu âm sinh nhiệt mạnh (1–3 °C/phút). Bắt buộc đặt mẫu trong cốc băng hoặc jacketed vessel kết nối chiller, đặc biệt với protein dễ biến tính.
Ứng dụng tiêu biểu
- Sinh học phân tử: ChIP-seq DNA shearing 200–500 bp, phá tế bào để chiết RNA/protein.
- Dược phẩm: tạo liposome, nanoemulsion, hòa tan API kém tan trong nước.
- Công nghệ nano: phân tán graphene, CNT, hạt nano kim loại.
- Thực phẩm & dược liệu: chiết polyphenol, flavonoid, tinh dầu (UAE — ultrasound-assisted extraction).
- Môi trường: chiết PAH, PCB từ trầm tích theo EPA Method 3550C.
Dịch vụ hỗ trợ tại HTVLAB
- Tư vấn lựa chọn probe và mức biên độ tối ưu theo loại mẫu.
- Hiệu chuẩn công suất phát siêu âm bằng calorimetry.
- Cung cấp phụ kiện chính hãng: titanium horn, booster, flow cell.
Cần tư vấn cấu hình phù hợp?
Hotline kỹ sư ứng dụng HTVLAB: 0909.860.489 · Email: sales@htvsci.com · Yêu cầu báo giá
Câu hỏi thường gặp
Sonicator có thay thế được máy đồng hóa cơ học không?
Không hoàn toàn. Sonicator hiệu quả với mẫu < 500 mL và hạt cần xuống < 1 µm; máy đồng hóa cơ học (rotor-stator) phù hợp cho mẫu lớn, độ nhớt cao và hạt 5–50 µm.
Khi nào nên thay đầu dò titanium?
Khi bề mặt đầu dò bị mòn (pitting) sâu > 0,5 mm hoặc giảm hiệu suất truyền năng lượng > 20 %. Trung bình thay 1–2 năm/lần với cường độ sử dụng cao.
Có cần phòng cách âm khi vận hành?
Có. Mức ồn sonicator 20 kHz có thể đạt 80–95 dB(A). Khuyến nghị dùng sound enclosure hoặc đặt thiết bị trong tủ hút có cách âm để tuân thủ TCVN 3985:1999.
Tần số 20 kHz và 24 kHz khác nhau thế nào?
Tần số 20 kHz cho cavitation mạnh, phù hợp phá mẫu rắn; 24 kHz nhẹ nhàng hơn, phù hợp xử lý nhũ tương và mẫu sinh học nhạy cảm.