Sonication използва звукови вълни за разбъркване на частици в разтвор. Той преобразува електрически сигнал във физическа вибрация, за да раздели веществата. Тези смущения могат да смесват разтвори, да ускоряват разтварянето на твърдо вещество в течност, като захар във вода, и да отстраняват разтворения газ от течностите. При тестване на ДНК ултразвукът разгражда молекули и разрушава клетките, освобождавайки протеини за тестване.
Звукови вълни
Звукът е вълна от редуващи се високо и ниско налягане. Честотата на звуковата вълна е колко често частиците на дадено вещество вибрират, когато звуковата вълна преминава през него. Ултразвукът обикновено използва ултразвукови вълни с честоти от 20 kHz (20 000 цикъла в секунда) или по-високи. Тези честоти са над това, което можете да чуете, но защитата на ушите все още се препоръчва по време на обработка с ултразвук, тъй като процесът създава силен шум. Колкото по-голяма е честотата, толкова по-силно е раздвижването на частиците.
Sonicator Части
Соникът е мощно лабораторно оборудване с ултразвуков електрически генератор, който създава сигнал за захранване на датчик. Преобразувателят преобразува електрическия сигнал с помощта на пиезоелектрични кристали - кристали, които реагират директно на електричеството, като създават механични вибрации. Ултразвукът запазва и усилва вибрацията, докато тя премине към сондата. Сондата се движи във времето с вибрацията, за да я предаде на разтвора и се движи бързо нагоре и надолу. Операторът на соникатора може да контролира амплитудата въз основа на свойствата на разтвора. Малък връх на сондата предизвиква по-интензивна реакция от голям накрайник на сондата, но голям връх достига повече от разтвора.
Не всички соникатори имат сонди. Някои соникатори произвеждат звукови вълни в проби в ултразвукова водна баня.
Процес на ултразвук
По време на ултразвук цикли на налягане образуват хиляди микроскопични вакуумни мехурчета в разтвора. Мехурчетата се срутват в разтвора в процес, известен като кавитация. Това причинява мощни вибрационни вълни, които освобождават огромна енергийна сила в кавитационното поле, която нарушава молекулярни взаимодействия като взаимодействия между молекули вода, отделя бучките частици и улеснява смесване. Например, при вибрации на разтворен газ, газовите мехурчета се събират и по-лесно напускат разтвора.
Енергията от звуковите вълни създава триене в разтвора, което създава топлина. За да спрете пробата да се нагрява и разгражда, дръжте я на лед преди, по време и след ултразвук.
Ако клетките и протеините са твърде крехки, за да издържат на ултразвук, по-нежна алтернатива е ензимното смилане или смилането с пясък.