Sonifikácia využíva zvukové vlny na miešanie častíc v roztoku. Premieňa elektrický signál na fyzické vibrácie, aby sa látky rozdelili. Tieto narušenia môžu zmiešať roztoky, urýchliť rozpustenie tuhej látky v kvapaline, ako je cukor, vo vode a odstrániť rozpustený plyn z kvapalín. Pri testovaní DNA sonikácia rozbije molekuly a rozbije bunky, čím uvoľní proteíny na testovanie.
Zvukové vlny
Zvuk je vlna striedavého vysokého a nízkeho tlaku. Frekvencia zvukovej vlny je to, ako často vibrujú častice látky, keď ňou prechádza. Sonifikácia zvyčajne používa ultrazvukové vlny s frekvenciami 20 kHz (20 000 cyklov za sekundu) alebo vyššie. Tieto frekvencie sú nad úrovňou, ktorú počujete, ale počas ultrazvuku sa stále odporúča ochrana uší, pretože tento proces vytvára silný piskot. Čím vyššia je frekvencia, tým silnejšie je miešanie častíc.
Časti sonikátora
Sonikátor je výkonné laboratórne zariadenie s ultrazvukovým elektrickým generátorom, ktorý vytvára signál na napájanie prevodníka. Prevodník prevádza elektrický signál pomocou piezoelektrických kryštálov - kryštálov, ktoré priamo reagujú na elektrinu vytváraním mechanických vibrácií. Sonikátor zachováva a zosilňuje vibrácie, až kým neprejde k sonde. Sonda sa pohybuje v čase pomocou vibrácií, aby ju preniesla do roztoku, a rýchlo sa pohybuje hore a dole. Operátor sonikátora môže riadiť amplitúdu na základe vlastností roztoku. Malý hrot sondy produkuje intenzívnejšiu reakciu ako veľký hrot sondy, ale veľký hrot dosahuje viac roztoku.
Nie všetky sonikátory majú sondy. Niektoré sonikátory produkujú zvukové vlny vo vzorkách vo vodnom kúpeli s ultrazvukom.
Proces sonifikácie
Počas pôsobenia ultrazvuku vytvárajú cykly tlaku v roztoku tisíce mikroskopických vákuových bublín. Bubliny sa zrútia do roztoku v procese známom ako kavitácia. To spôsobuje silné vibračné vlny, ktoré uvoľňujú v kavitačnom poli obrovskú energetickú silu, ktorá sa naruší molekulárne interakcie, ako sú interakcie medzi molekulami vody, oddeľujú zhluky častíc a uľahčujú miešanie. Napríklad pri vibráciách rozpusteného plynu sa plynové bubliny spoja a ľahšie opustia roztok.
Energia zo zvukových vĺn vytvára v roztoku trenie, ktoré vytvára teplo. Ak chcete zabrániť zahrievaniu a degradácii vzorky, uchovávajte ju na ľade pred, počas a po použití ultrazvuku.
Ak sú bunky a bielkoviny príliš krehké, aby odolali pôsobeniu ultrazvuku, je šetrnejšou alternatívou trávenie enzýmov alebo mletie pieskom.