Το Sonication χρησιμοποιεί ηχητικά κύματα για την ανάδευση σωματιδίων σε ένα διάλυμα. Μετατρέπει ένα ηλεκτρικό σήμα σε φυσική δόνηση για να διασπάσει τις ουσίες. Αυτές οι διαταραχές μπορούν να αναμίξουν διαλύματα, να επιταχύνουν τη διάλυση ενός στερεού σε ένα υγρό, όπως το σάκχαρο σε νερό, και να απομακρύνουν το διαλυμένο αέριο από τα υγρά. Στη δοκιμή DNA, η υπερήχους διασπά μόρια και ρήξη κυττάρων, απελευθερώνοντας πρωτεΐνες για δοκιμή.
Ηχητικά κύματα
Ο ήχος είναι ένα κύμα εναλλασσόμενης υψηλής και χαμηλής πίεσης. Η συχνότητα ενός ηχητικού κύματος είναι πόσο συχνά τα σωματίδια μιας ουσίας δονείται όταν το ηχητικό κύμα διέρχεται από αυτό. Ο υπερήχων χρησιμοποιεί συνήθως κύματα υπερήχων με συχνότητες 20 kHz (20.000 κύκλοι ανά δευτερόλεπτο) ή υψηλότερες. Αυτές οι συχνότητες είναι πάνω από αυτές που μπορείτε να ακούσετε, αλλά η προστασία των αυτιών εξακολουθεί να συνιστάται κατά τη διάρκεια της υπερήχησης επειδή η διαδικασία δημιουργεί έναν δυνατό θόρυβο. Όσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα, τόσο μεγαλύτερη είναι η ανάδευση των σωματιδίων.
Ανταλλακτικά Sonicator
Ένας υπερήχων είναι ένα ισχυρό κομμάτι εργαστηριακού εξοπλισμού με μια υπερηχητική ηλεκτρική γεννήτρια που δημιουργεί ένα σήμα για την τροφοδοσία ενός μορφοτροπέα. Ο μετατροπέας μετατρέπει το ηλεκτρικό σήμα χρησιμοποιώντας πιεζοηλεκτρικούς κρυστάλλους - κρύσταλλους που αποκρίνονται άμεσα στην ηλεκτρική ενέργεια δημιουργώντας μηχανική δόνηση. Ο υπερηχητής διατηρεί και ενισχύει τη δόνηση μέχρι να περάσει στον καθετήρα. Ο ανιχνευτής κινείται εγκαίρως με τη δόνηση για να τον μεταδώσει στο διάλυμα και κινείται πάνω-κάτω γρήγορα. Ο χειριστής υπερήχων μπορεί να ελέγξει το πλάτος με βάση τις ιδιότητες της λύσης. Ένα μικρό άκρο ανιχνευτή παράγει μια πιο έντονη αντίδραση από ένα μεγάλο άκρο ανιχνευτή, αλλά ένα μεγάλο άκρο φτάνει περισσότερο από το διάλυμα.
Δεν έχουν όλοι οι υπερηχητές ανιχνευτές. Ορισμένοι υπερηχητικοί παράγουν ηχητικά κύματα σε δείγματα σε λουτρό υπερήχων.
Διαδικασία υπερήχων
Κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας με υπερήχους, κύκλοι πίεσης σχηματίζουν χιλιάδες μικροσκοπικές φυσαλίδες κενού στο διάλυμα. Οι φυσαλίδες καταρρέουν στο διάλυμα σε μια διαδικασία γνωστή ως σπηλαίωση. Αυτό προκαλεί ισχυρά κύματα δονήσεων που απελευθερώνουν μια τεράστια ενεργειακή δύναμη στο πεδίο σπηλαίωσης, το οποίο διαταράσσει μοριακές αλληλεπιδράσεις όπως αλληλεπιδράσεις μεταξύ μορίων νερού, διαχωρίζει συσσωματώματα σωματιδίων και διευκολύνει μίξη. Για παράδειγμα, σε δονήσεις διαλυμένου αερίου, οι φυσαλίδες αερίου ενώνονται και αφήνουν πιο εύκολα τη λύση.
Η ενέργεια από τα ηχητικά κύματα δημιουργεί τριβή στη λύση, η οποία δημιουργεί θερμότητα. Για να σταματήσετε το δείγμα να θερμανθεί και να υποβαθμιστεί, διατηρήστε το σε πάγο πριν, κατά τη διάρκεια και μετά από υπερήχους.
Εάν τα κύτταρα και οι πρωτεΐνες είναι πολύ εύθραυστα για να αντέξουν σε υπερήχους, μια πιο ήπια εναλλακτική λύση είναι η πέψη ενζύμου ή η άλεση με άμμο.