Sonikace využívá zvukové vlny k míchání částic v roztoku. Převádí elektrický signál na fyzickou vibraci, aby rozbil látky. Tato narušení mohou míchat roztoky, urychlovat rozpouštění pevné látky na kapalinu, jako je cukr, do vody a odstraňovat rozpuštěný plyn z kapalin. Při testování DNA ultrazvuk rozbije molekuly a rozbije buňky a uvolní proteiny pro testování.
Zvukové vlny
Zvuk je vlna střídavého vysokého a nízkého tlaku. Frekvence zvukové vlny je to, jak často částice látky vibrují, když je zvuková vlna prochází. Sonikace obvykle používá ultrazvukové vlny s frekvencemi 20 kHz (20 000 cyklů za sekundu) nebo vyšší. Tyto frekvence jsou nad tím, co slyšíte, ale během sonikace se stále doporučuje ochrana sluchu, protože tento proces vytváří hlasitý skřípavý zvuk. Čím větší je frekvence, tím silnější je míchání částic.
Díly sonikátoru
Sonikátor je výkonné laboratorní zařízení s ultrazvukovým elektrickým generátorem, který vytváří signál pro napájení měniče. Převodník převádí elektrický signál pomocí piezoelektrických krystalů - krystalů, které přímo reagují na elektřinu vytvářením mechanických vibrací. Sonikátor zachovává a zesiluje vibrace, dokud neprojde k sondě. Sonda se pohybuje v čase s vibracemi, aby ji přenesla do roztoku a rychle se pohybuje nahoru a dolů. Operátor sonikátoru může řídit amplitudu na základě vlastností řešení. Malý hrot sondy produkuje intenzivnější reakci než velký hrot sondy, ale velký hrot dosahuje více řešení.
Ne všechny sonikátory mají sondy. Některé sonikátory produkují zvukové vlny ve vzorcích v ultrazvukové vodní lázni.
Proces sonikace
Během ultrazvuku tvoří cykly tlaku v roztoku tisíce mikroskopických vakuových bublin. Bubliny se zhroutí do roztoku v procesu známém jako kavitace. To způsobuje silné vibrační vlny, které uvolňují obrovskou energetickou sílu v kavitačním poli, což narušuje molekulární interakce, jako jsou interakce mezi molekulami vody, oddělují shluky částic a usnadňují míchání. Například při vibracích rozpuštěného plynu se plynové bubliny spojí a snáze opustí roztok.
Energie ze zvukových vln vytváří v roztoku tření, které vytváří teplo. Chcete-li zabránit zahřívání a degradaci vzorku, udržujte jej na ledu před, během a po použití ultrazvuku.
Pokud jsou buňky a bílkoviny příliš křehké, aby odolaly působení ultrazvuku, jemnější alternativou je trávení enzymů nebo mletí pískem.