Sonicēšana izmanto skaņas viļņus, lai maisītu šķīdumā esošās daļiņas. Tas pārveido elektrisko signālu fiziskā vibrācijā, lai sadalītu vielas. Šie traucējumi var sajaukt šķīdumus, paātrināt cietas vielas šķīšanu šķidrumā, piemēram, cukuru ūdenī, un izšķīdušo gāzi noņemt no šķidrumiem. DNS testēšanā ultraskaņa sadala molekulas un pārrauj šūnas, atbrīvojot olbaltumvielas testēšanai.
Skaņas viļņi
Skaņa ir pārmaiņus augsts un zems spiediens. Skaņas viļņa biežums ir tas, cik bieži vielas daļiņas vibrē, kad skaņas vilnis iet caur to. Ar ultraskaņu parasti izmanto ultraskaņas viļņus, kuru frekvence ir 20 kHz (20 000 ciklu sekundē) vai augstāka. Šīs frekvences pārsniedz to, ko jūs varat dzirdēt, bet ultraskaņas apstrādes laikā joprojām ir ieteicama ausu aizsardzība, jo šis process rada skaļu skaļo troksni. Jo lielāka frekvence, jo spēcīgāka ir daļiņu maisīšana.
Sonicator daļas
Sonicator ir jaudīgs laboratorijas aprīkojums ar ultraskaņas elektrisko ģeneratoru, kas rada signālu devēja darbināšanai. Pārveidotājs pārveido elektrisko signālu, izmantojot pjezoelektriskos kristālus - kristālus, kas tieši reaģē uz elektrību, radot mehānisku vibrāciju. Sonicator saglabā un pastiprina vibrāciju, līdz tā pāriet uz zondi. Zonde pārvietojas laikā ar vibrāciju, lai to pārnestu uz šķīdumu, un ātri pārvietojas uz augšu un uz leju. Sonicator operators var kontrolēt amplitūdu, pamatojoties uz šķīduma īpašībām. Neliels zondes uzgalis rada intensīvāku reakciju nekā liels zondes uzgalis, bet liels gals sasniedz vairāk šķīduma.
Ne visiem sonicatoriem ir zondes. Daži ultraskaņas aparāti ultraskaņas ūdens vannā rada skaņas viļņus.
Sonicēšanas process
Sonicēšanas laikā spiediena cikli šķīdumā veido tūkstošiem mikroskopisku vakuuma burbuļu. Burbuļi sabrūk šķīdumā procesā, kas pazīstams kā kavitācija. Tas izraisa spēcīgus vibrācijas viļņus, kas kavitācijas laukā atbrīvo milzīgu enerģijas spēku, kas traucē molekulārā mijiedarbība, piemēram, mijiedarbība starp ūdens molekulām, atdala daļiņu pudurus un atvieglo sajaukšana. Piemēram, izšķīdušās gāzes vibrācijās gāzes burbuļi sanāk kopā un vieglāk atstāj šķīdumu.
Skaņas viļņu enerģija šķīdumā rada berzi, kas rada siltumu. Lai apturētu parauga sakaršanu un noārdīšanos, turiet to ledū pirms apstrādes ar ultraskaņu, tās laikā un pēc tās.
Ja šūnas un olbaltumvielas ir pārāk trauslas, lai izturētu ultraskaņu, maigāka alternatīva ir fermentu gremošana vai malšana ar smiltīm.