Sonication koristi zvučne valove za miješanje čestica u otopini. Pretvara električni signal u fizičku vibraciju da bi se tvari razdvojile. Ovi poremećaji mogu miješati otopine, ubrzati otapanje krutine u tekućini, poput šećera u vodi, i ukloniti otopljeni plin iz tekućina. U DNK testiranju, ultrazvučno razbijanje molekula dijeli molekule i puca stanice, oslobađajući proteine za testiranje.
Zvučni valovi
Zvuk je val izmjeničnog visokog i niskog tlaka. Frekvencija zvučnog vala je koliko često čestice tvari titraju kad zvučni val prolazi kroz nju. Sonication obično koristi ultrazvučne valove s frekvencijama od 20 kHz (20 000 ciklusa u sekundi) ili više. Te su frekvencije veće od onoga što možete čuti, no zaštita za uši se i dalje preporučuje tijekom ultrazvučnog obrađivanja, jer postupak stvara glasno škripanje. Što je veća frekvencija, jače je miješanje čestica.
Dijelovi zvučnika
Sonikator je moćan laboratorijski uređaj s ultrazvučnim električnim generatorom koji stvara signal za napajanje pretvarača. Pretvarač pretvara električni signal pomoću piezoelektričnih kristala - kristala koji izravno reagiraju na električnu energiju stvarajući mehaničke vibracije. Sonikator čuva i pojačava vibraciju dok ne pređe na sondu. Sonda se kreće u vremenu s vibracijom da bi je prenijela u otopinu i brzo se pomiče gore-dolje. Operator sonikatora može kontrolirati amplitudu na temelju svojstava otopine. Mali vrh sonde daje intenzivniju reakciju od velikog vrha sonde, ali veliki vrh doseže veći dio otopine.
Nemaju svi sonikatori sonde. Neki sonikatori proizvode zvučne valove u uzorcima u ultrazvučnoj vodenoj kupelji.
Proces ultrazvuka
Tijekom sonifikacije ciklusi pritiska stvaraju tisuće mikroskopskih vakuumskih mjehurića u otopini. Mjehurići se sruše u otopinu u procesu poznatom kao kavitacija. To uzrokuje snažne valove vibracija koji u kavitacijskom polju oslobađaju ogromnu energetsku silu koja ometa molekularne interakcije poput interakcija između molekula vode, razdvaja nakupine čestica i olakšava miješanje. Na primjer, u vibracijama otopljenog plina mjehurići plina se spajaju i lakše napuštaju otopinu.
Energija zvučnih valova stvara trenje u otopini, što stvara toplinu. Da biste zaustavili zagrijavanje i razgradnju uzorka, držite ga na ledu prije, za vrijeme i nakon ultrazvučne obrade.
Ako su stanice i proteini previše krhki da bi mogli izdržati ultrazvučnu obradu, nježnija alternativa je enzimska probava ili mljevenje pijeskom.