Sonicatie maakt gebruik van geluidsgolven om deeltjes in een oplossing te roeren. Het zet een elektrisch signaal om in een fysieke trilling om stoffen uit elkaar te halen. Deze verstoringen kunnen oplossingen mengen, het oplossen van een vaste stof in een vloeistof, zoals suiker in water, versnellen en opgelost gas uit vloeistoffen verwijderen. Bij DNA-testen breekt ultrasoonapparaat moleculen af en breekt cellen, waardoor eiwitten vrijkomen voor testen.
Geluidsgolven
Geluid is een golf van afwisselende hoge en lage druk. De frequentie van een geluidsgolf is hoe vaak de deeltjes van een stof trillen wanneer de geluidsgolf er doorheen gaat. Sonicatie maakt meestal gebruik van ultrasone golven met frequenties van 20 kHz (20.000 cycli per seconde) of hoger. Deze frequenties zijn hoger dan wat je kunt horen, maar gehoorbescherming wordt nog steeds aanbevolen tijdens sonicatie omdat het proces een luid gierend geluid veroorzaakt. Hoe groter de frequentie, hoe sterker de agitatie van deeltjes.
Sonicator-onderdelen
Een ultrasoonapparaat is een krachtig stuk laboratoriumapparatuur met een ultrasone elektrische generator die een signaal creëert om een transducer van stroom te voorzien. De transducer zet het elektrische signaal om met behulp van piëzo-elektrische kristallen - kristallen die direct reageren op elektriciteit door een mechanische trilling te creëren. De sonicator behoudt en versterkt de vibratie totdat deze naar de sonde gaat. De sonde beweegt mee met de trilling om deze naar de oplossing over te brengen en beweegt snel op en neer. De operator van de ultrasoonapparaat kan de amplitude regelen op basis van de eigenschappen van de oplossing. Een kleine sondepunt produceert een intensere reactie dan een grote sondepunt, maar een grote punt bereikt meer van de oplossing.
Niet alle ultrasoonapparaten hebben sondes. Sommige ultrasoonapparaten produceren geluidsgolven in monsters in een ultrasoon waterbad.
Sonicatie proces
Tijdens sonicatie vormen drukcycli duizenden microscopisch kleine vacuümbellen in de oplossing. De bellen vallen in de oplossing in een proces dat bekend staat als cavitatie. Dit veroorzaakt krachtige trillingsgolven die een enorme energiekracht vrijgeven in het cavitatieveld, wat de moleculaire interacties zoals interacties tussen moleculen van water, scheidt klonten deeltjes en faciliteert mengen. Bij opgeloste gastrillingen komen de gasbellen bijvoorbeeld samen en verlaten ze gemakkelijker de oplossing.
De energie van geluidsgolven zorgt voor wrijving in de oplossing, waardoor warmte ontstaat. Om te voorkomen dat een monster opwarmt en degradeert, moet u het voor, tijdens en na het ultrasoonapparaat op ijs bewaren.
Als cellen en eiwitten te kwetsbaar zijn om sonicatie te weerstaan, is een zachter alternatief enzymdigestie of malen met zand.
