ホモジナイザーの機能は、高速せん断ナイフを通じて異なる質感のものを均一に混ぜることです。これにより、原材料同士がよりよく混ざり合い、良好な乳化状態が実現され、気泡を除去する役割を果たします。

ホモジナイザーの出力が大きければ大きいほど、速度が上がり、生産効率が向上します。ホモジナイザーのメインカラムが長いほど、均質化能力は高まります。

実験室で一般的に使用されるホモジナイザーの原理は、実験サンプルを溶液または溶媒と均一に混合し、実験に必要な標準溶液を得ることです。ホモジナイザーは、その動作モードによって以下の3つのカテゴリーに分けられます。

超音波ホモジナイザー

原理：音波と超音波を利用して、物体に衝突すると交互に急速に圧縮・膨張させる原理です。超音波の作用により、物質が膨張の半サイクルにあるとき、物質の液体は張力を受けて気泡として膨張します。圧縮の半サイクル中は気泡が収縮します。圧力が大きく変化し、低圧よりも圧力が低い場合、圧縮された気泡は急速に崩壊し、液体に「キャビテーション」が発生します。この現象は、圧力の変化と外圧の不均衡により消失します。「キャビテーション」が消失した瞬間、液体の周囲の圧力と温度が大幅に上昇し、非常に複雑で強力な機械的撹拌の役割を果たして、均質化の目的を達成します。

適用範囲: 各種組織の粉砕および細胞溶解、細胞小器官、核酸、タンパク質の抽出、その他の産業サンプルの乳化および均質化。

利点: 使いやすく、異なるプローブを変更することでさまざまな量のサンプルを処理できます。乳化および均質化効果が良好で、単一サンプル操作に適しています。

デメリット：複数のサンプルを同時に処理できない。異なるサンプルを交換または洗浄する必要があり、サンプル間のクロスコンタミネーションの可能性が高まる。特殊な要件を持つ生物学的サンプルには一定の影響を与える。

プローブ回転刃ホモジナイザー

原理：このタイプは、ホモジナイザー内で乳棒を回転させることで、分離、混合、粉砕、均質化を行います。強度の強いサンプルの処理に適しています。

適用範囲：動物/植物組織の分散、溶解液による核酸、タンパク質などの抽出、工業用樹脂および顔料製造の懸濁液/乳剤などにも使用できます。

利点：低速、高トルク、無騒音など。操作が簡単で、プローブを交換することで、異なる量のサンプルを処理できます。操作が簡単で、単一サンプル処理に適しています。

デメリット：複数のサンプルを同時に処理できない。異なるサンプルを交換または洗浄する必要があり、サンプル間のクロスコンタミネーションの可能性が高まる。このようなホモジナイザーは、細菌、酵母、その他の真菌などの厚い壁を持つサンプルの処理には適していない。

ビーティングホモジナイザー（ノッキングホモジナイザー、グラインドビーズホモジナイザーとも呼ばれる）

原理：ハンマリングボードを通して袋を叩き続けることで、発生する圧力によって袋内の材料が破砕・混合されます。粉砕ビーズホモジナイザーは、試料と対応するビーズを試験管に入れ、三次元的に高速回転・振動させ、粉砕ビーズの高速タッピングで試料を粉砕することで、試料を粉砕・均質化します。

適用範囲: 動物や植物の組織、藻類、細菌、酵母、真菌、カビ、各種胞子体の破壊、DNA/RNAやタンパク質の抽出に広く使用されています。

利点: 骨、胞子、土壌などの頑固なサンプルを効率的に処理できます。各ホモジナイザー カップには、相互汚染を防ぐためのホモジナイザー ナイフが装備されており、操作が簡単で効率的であり、壊れやすいサンプルの取り扱いに適しています。

デメリット：大容量サンプルを処理できません。1サンプルあたりの処理容量は通常1.5ml未満であり、対応する均質バッグと併用する必要があるため、消耗品や設備の投入コストが高くなります。