Sonikaatio käyttää ääniaaltoja sekoittamaan hiukkasia liuoksessa. Se muuntaa sähköisen signaalin fyysiseksi värähtelyksi aineiden hajottamiseksi. Nämä häiriöt voivat sekoittaa liuoksia, nopeuttaa kiinteän aineen liukenemista nesteeseen, kuten sokeria veteen, ja poistaa liuenneen kaasun nesteistä. DNA-testauksessa sonikointi hajottaa molekyylit ja repeää solut vapauttaen proteiineja testausta varten.
Ääniaallot
Ääni on aalto vaihtelevasta korkeasta ja matalasta paineesta. Ääniaallon taajuus on kuinka usein aineen partikkelit värisevät, kun ääniaalto kulkee sen läpi. Sonikaatio käyttää tyypillisesti ultraääniaaltoja, joiden taajuudet ovat 20 kHz (20000 jaksoa sekunnissa) tai korkeammat. Nämä taajuudet ovat korkeammat kuin kuulet, mutta kuulonsuojausta suositellaan silti sonikoinnin aikana, koska prosessi aiheuttaa voimakasta huutavaa melua. Mitä suurempi taajuus, sitä voimakkaampi hiukkasten sekoitus.
Sonikaattorin osat
Sonicator on tehokas laboratorion laite, jossa on ultraääninen sähkögeneraattori, joka luo signaalin anturin virran saamiseksi. Muunnin muuntaa sähköisen signaalin pietsosähköisillä kiteillä - kiteillä, jotka reagoivat suoraan sähköön luomalla mekaanisen värähtelyn. Sonikaattori säilyttää ja vahvistaa tärinää, kunnes se kulkee koettimeen. Mittapää liikkuu ajassa tärinän välittäen sen liuokseen ja liikkuu nopeasti ylös ja alas. Sonikaattorioperaattori voi ohjata amplitudia ratkaisun ominaisuuksien perusteella. Pieni koettimen kärki tuottaa voimakkaamman reaktion kuin suuri koettimen kärki, mutta iso kärki saavuttaa suuremman osan liuoksesta.
Kaikilla sonikaattoreilla ei ole koettimia. Jotkut sonikaattorit tuottavat ääniaaltoja näytteistä ultraäänellä vesihauteessa.
Sonikaatioprosessi
Sonikaation aikana painejaksot muodostavat liuokseen tuhansia mikroskooppisia tyhjiökuplia. Kuplat romahtavat liuokseen prosessissa, joka tunnetaan kavitaationa. Tämä aiheuttaa voimakkaita värähtelyaaltoja, jotka vapauttavat kavitaatiokentässä valtavan energiavoiman, joka häiritsee molekyylivuorovaikutukset, kuten vuorovaikutukset vesimolekyylien välillä, erottavat hiukkaset ja helpottavat sekoittaminen. Esimerkiksi liuenneissa kaasuvärähtelyissä kaasukuplat tulevat yhteen ja poistuvat helpommin liuoksesta.
Ääniaaltojen energia luo liuokseen kitkaa, joka luo lämpöä. Voit estää näytteen kuumenemisen ja hajoamisen pitämällä sitä jäillä ennen sonikointia, sen aikana ja sen jälkeen.
Jos solut ja proteiinit ovat liian hauraita kestämään sonikointia, lempeämpi vaihtoehto on entsyymien pilkkominen tai jauhaminen hiekalla.