Sonication bruker lydbølger for å agitere partikler i en løsning. Det konverterer et elektrisk signal til en fysisk vibrasjon for å bryte stoffer fra hverandre. Disse forstyrrelsene kan blande løsninger, akselerere oppløsningen av et fast stoff i en væske, for eksempel sukker i vann, og fjerne oppløst gass fra væsker. I DNA-testing bryter sonikering fra hverandre molekyler og sprekker celler, og frigjør proteiner for testing.
Lydbølger
Lyd er en bølge av vekslende høyt og lavt trykk. Frekvensen til en lydbølge er hvor ofte partiklene til et stoff vibrerer når lydbølgen passerer gjennom det. Sonication bruker vanligvis ultralydbølger med frekvenser på 20 kHz (20 000 sykluser per sekund) eller høyere. Disse frekvensene er over det du kan høre, men hørselvern anbefales fortsatt under sonikering fordi prosessen skaper en høy skrikende lyd. Jo større frekvens, desto sterkere blir omrøring av partikler.
Sonicator-deler
En sonikator er et kraftig stykke laboratorieutstyr med en ultralyd elektrisk generator som skaper et signal for å drive en svinger. Transduseren konverterer det elektriske signalet ved hjelp av piezoelektriske krystaller - krystaller som reagerer direkte på elektrisitet ved å skape en mekanisk vibrasjon. Sonikatoren bevarer og forsterker vibrasjonen til den går over til sonden. Sonden beveger seg i takt med vibrasjonen for å overføre den til løsningen og beveger seg raskt opp og ned. Sonikatoroperatøren kan kontrollere amplitude basert på egenskapene til løsningen. En liten sondespiss gir en mer intens reaksjon enn en stor sondespiss, men en stor spiss når mer av løsningen.
Ikke alle sonikatorer har sonder. Noen sonikatorer produserer lydbølger i prøver i et ultralyd vannbad.
Sonikasjonsprosess
Under sonikering danner sykluser av trykk tusenvis av mikroskopiske vakuumbobler i løsningen. Boblene kollapser i løsningen i en prosess kjent som kavitasjon. Dette forårsaker kraftige vibrasjonsbølger som frigjør en enorm energikraft i kavitasjonsfeltet, som forstyrrer molekylære interaksjoner som interaksjoner mellom vannmolekyler, skiller klumper av partikler og letter blande. For eksempel, i oppløste gassvibrasjoner, kommer gassboblene sammen og forlater løsningen lettere.
Energien fra lydbølger skaper friksjon i løsningen, som skaper varme. For å hindre at en prøve varmes opp og nedbrytes, må du holde den på is før, under og etter lydbehandling.
Hvis celler og proteiner er for skjøre til å motstå lydbehandling, er et mildere alternativ enzymfordøyelse eller sliping med sand.