Az ultrahangos kezelés hanghullámokkal keveri az oldatban a részecskéket. Az elektromos jelet fizikai rezgéssé alakítja, hogy szétválja az anyagokat. Ezek a megszakítások keverhetik az oldatokat, felgyorsíthatják egy szilárd anyag folyadékban, például cukorban oldódását, és eltávolíthatják az oldott gázokat a folyadékokból. A DNS-tesztelés során az ultrahangos kezelés széttöri a molekulákat és felszakítja a sejteket, így fehérjéket szabadít fel a vizsgálatokhoz.
Hang hullámok
A hang a váltakozó magas és alacsony nyomás hulláma. A hanghullám frekvenciája az, hogy az anyag részecskéi milyen gyakran rezegnek, amikor a hanghullám áthalad rajta. A szonikálás általában 20 kHz (20 000 ciklus / másodperc) vagy annál magasabb frekvenciájú ultrahanghullámokat használ. Ezek a frekvenciák meghaladják a hallható értékeket, de az ultrahangos kezelés során továbbra is ajánlott a fülvédelem, mert a folyamat hangos sikoltozó zajt kelt. Minél nagyobb a frekvencia, annál erősebb a részecskék keverése.
Sonicator alkatrészek
A szonikátor egy erőteljes laboratóriumi berendezés ultrahangos elektromos generátorral, amely jelet generál a jelátalakító táplálásához. Az átalakító az elektromos jelet piezoelektromos kristályok segítségével alakítja át - olyan kristályok, amelyek mechanikus rezgés létrehozásával közvetlenül reagálnak az elektromosságra. A szonikátor megőrzi és felerősíti a rezgést, amíg át nem megy a szondáig. A szonda időben mozog a rezgéssel, hogy továbbítsa az oldatba, és gyorsan felfelé és lefelé mozog. A szonikátor kezelője az oldat tulajdonságai alapján szabályozhatja az amplitúdót. Egy kis szondacsúcs intenzívebb reakciót eredményez, mint egy nagy szondacsúcs, de egy nagy csúcs eléri az oldat nagyobb részét.
Nem minden szonikátor rendelkezik szondával. Egyes szonikátorok ultrahangos vízfürdőben mintákban hoznak létre hanghullámokat.
Szonikálás folyamata
Az ultrahangos kezelés során a nyomásciklusok több ezer mikroszkopikus vákuumbuborékot képeznek az oldatban. A buborékok kavitáció néven ismert folyamatban omlanak össze. Ez erőteljes rezgéshullámokat okoz, amelyek hatalmas energiaerőt szabadítanak fel a kavitációs mezőben, ami megzavar a molekuláris kölcsönhatások, például a vízmolekulák közötti kölcsönhatások, elválasztják a részecskecsomókat és megkönnyítik keverés. Például oldott gázrezgésekben a gázbuborékok összeérnek és könnyebben távoznak az oldatból.
A hanghullámok energiája súrlódást okoz a megoldásban, amely hőt hoz létre. Ha meg akarja akadályozni a minta felmelegedését és lebomlását, tartsa jégen ultrahangkezelés előtt, alatt és után.
Ha a sejtek és a fehérjék túl törékenyek ahhoz, hogy ellenálljanak a szonikálásnak, szelídebb alternatíva az enzim emésztés vagy a homokkal való őrlés.
