Sonicarea folosește unde sonore pentru a agita particulele dintr-o soluție. Convertește un semnal electric într-o vibrație fizică pentru a distruge substanțele. Aceste perturbări pot amesteca soluții, pot accelera dizolvarea unui solid într-un lichid, cum ar fi zahărul în apă, și pot elimina gazul dizolvat din lichide. În testarea ADN, sonicația separă moleculele și rupe celulele, eliberând proteine pentru testare.
Unde sonore
Sunetul este o undă de presiune alternativă ridicată și joasă. Frecvența unei unde sonore este frecvența cu care particulele unei substanțe vibrează atunci când unda sonoră trece prin ea. Sonicizarea folosește de obicei unde cu ultrasunete cu frecvențe de 20 kHz (20.000 de cicluri pe secundă) sau mai mari. Aceste frecvențe sunt peste ceea ce puteți auzi, dar protecția urechii este încă recomandată în timpul sonicării, deoarece procesul creează un zgomot puternic. Cu cât frecvența este mai mare, cu atât este mai puternică agitația particulelor.
Piese Sonicator
Un sonicator este o piesă puternică de echipament de laborator cu un generator electric cu ultrasunete care creează un semnal pentru alimentarea unui traductor. Traductorul convertește semnalul electric folosind cristale piezoelectrice - cristale care răspund direct la electricitate prin crearea unei vibrații mecanice. Sonicatorul păstrează și amplifică vibrația până când trece la sondă. Sonda se mișcă în timp cu vibrația pentru ao transmite soluției și se mișcă repede în sus și în jos. Operatorul sonicator poate controla amplitudinea pe baza proprietăților soluției. Un vârf mic al sondei produce o reacție mai intensă decât un vârf mare al sondei, dar un vârf mare atinge mai mult din soluție.
Nu toți sonicatorii au sonde. Unele sonicatoare produc unde sonore în probe într-o baie de apă cu ultrasunete.
Procesul de sonare
În timpul sonicării, ciclurile de presiune formează mii de bule microscopice de vid în soluție. Bulele se prăbușesc în soluție într-un proces cunoscut sub numele de cavitație. Acest lucru provoacă valuri puternice de vibrații care eliberează o forță energetică enormă în câmpul de cavitație, care perturbă interacțiunile moleculare, cum ar fi interacțiunile dintre moleculele de apă, separă aglomerările de particule și facilitează amestecând. De exemplu, în vibrațiile gazelor dizolvate, bulele de gaz se reunesc și părăsesc mai ușor soluția.
Energia din undele sonore creează frecare în soluție, ceea ce creează căldură. Pentru a opri încălzirea și degradarea unei probe, păstrați-o pe gheață înainte, în timpul și după sonicare.
Dacă celulele și proteinele sunt prea fragile pentru a rezista la sonicare, o alternativă mai blândă este digestia enzimatică sau măcinarea cu nisip.