La sonicación utiliza ondas sonoras para agitar las partículas en una solución. Convierte una señal eléctrica en una vibración física para romper sustancias. Estas interrupciones pueden mezclar soluciones, acelerar la disolución de un sólido en un líquido, como el azúcar en agua, y eliminar el gas disuelto de los líquidos. En las pruebas de ADN, la sonicación rompe las moléculas y rompe las células, liberando proteínas para la prueba.
Ondas sonoras
El sonido es una onda de alta y baja presión alternas. La frecuencia de una onda de sonido es la frecuencia con la que vibran las partículas de una sustancia cuando la onda de sonido pasa a través de ella. La sonicación generalmente usa ondas de ultrasonido con frecuencias de 20 kHz (20,000 ciclos por segundo) o más. Estas frecuencias están por encima de lo que puede oír, pero se recomienda usar protección para los oídos durante la sonicación porque el proceso crea un fuerte chirrido. Cuanto mayor es la frecuencia, más fuerte es la agitación de las partículas.
Partes del sonicador
Un sonicador es una potente pieza de equipo de laboratorio con un generador eléctrico ultrasónico que crea una señal para alimentar un transductor. El transductor convierte la señal eléctrica utilizando cristales piezoeléctricos, cristales que responden directamente a la electricidad creando una vibración mecánica. El sonicador conserva y amplifica la vibración hasta que pasa a la sonda. La sonda se mueve al compás de la vibración para transmitirla a la solución y se mueve hacia arriba y hacia abajo rápidamente. El operador del sonicador puede controlar la amplitud según las propiedades de la solución. Una punta de sonda pequeña produce una reacción más intensa que una punta de sonda grande, pero una punta grande alcanza más solución.
No todos los sonicadores tienen sondas. Algunos sonicadores producen ondas sonoras en muestras en un baño de agua ultrasónico.
Proceso de sonicación
Durante la sonicación, los ciclos de presión forman miles de burbujas microscópicas de vacío en la solución. Las burbujas colapsan en la solución en un proceso conocido como cavitación. Esto provoca poderosas ondas de vibración que liberan una enorme fuerza energética en el campo de cavitación, que interrumpe interacciones moleculares tales como interacciones entre moléculas de agua, separa grupos de partículas y facilita mezclando. Por ejemplo, en vibraciones de gas disuelto, las burbujas de gas se juntan y abandonan más fácilmente la solución.
La energía de las ondas sonoras crea fricción en la solución, lo que genera calor. Para evitar que una muestra se caliente y se degrade, manténgala en hielo antes, durante y después de la sonicación.
Si las células y las proteínas son demasiado frágiles para resistir la sonicación, una alternativa más suave es la digestión enzimática o la trituración con arena.