Sonication uporablja zvočne valove za mešanje delcev v raztopini. Električni signal pretvori v fizične vibracije, da razbije snovi. Te motnje lahko mešajo raztopine, pospešijo raztapljanje trdne snovi v tekočini, kot je sladkor v vodi, in odstranijo raztopljeni plin iz tekočin. Pri testiranju DNK ultrazvočno razbijanje razbije molekule in poruši celice ter sprosti beljakovine za testiranje.
Zvočni valovi
Zvok je val izmeničnega visokega in nizkega tlaka. Frekvenca zvočnega vala je, kako pogosto delci snovi vibrirajo, ko zvočni val prehaja skozenj. Sonication običajno uporablja ultrazvočne valove s frekvencami 20 kHz (20.000 ciklov na sekundo) ali več. Te frekvence so nad tistimi, ki jih lahko slišite, vendar je med ultrazvočnim razprševanjem še vedno priporočljiva zaščita za ušesa, ker postopek ustvarja glasen piskajoč hrup. Večja kot je frekvenca, močnejše je mešanje delcev.
Sonicator deli
Sonicator je močan del laboratorijske opreme z ultrazvočnim električnim generatorjem, ki ustvarja signal za napajanje pretvornika. Pretvornik pretvori električni signal s pomočjo piezoelektričnih kristalov - kristalov, ki se neposredno odzivajo na elektriko z ustvarjanjem mehanskih vibracij. Sonicator ohranja in ojačuje vibracije, dokler ta ne preide na sondo. Sonda se z vibracijami premika v času, da jo odda v raztopino in se hitro premika gor in dol. Sonikator lahko nadzoruje amplitudo glede na lastnosti raztopine. Majhna konica sonde povzroči intenzivnejšo reakcijo kot velika konica sonde, vendar velika konica doseže več raztopine.
Vsi soniki nimajo sond. Nekateri soniki ustvarjajo zvočne valove v vzorcih v ultrazvočni vodni kopeli.
Sonication proces
Med ultrazvokom, cikli tlaka tvorijo na tisoče mikroskopskih vakuumskih mehurčkov v raztopini. Mehurčki se v raztopini sesedejo v postopku, znanem kot kavitacija. To povzroči močne valove vibracij, ki sprostijo ogromno energijsko silo v kavitacijskem polju, ki moti molekularne interakcije, kot so interakcije med molekulami vode, ločujejo kepe delcev in olajšajo mešanje. Na primer, pri vibracijah raztopljenega plina se plinski mehurčki združijo in lažje zapustijo raztopino.
Energija zvočnih valov ustvarja trenje v raztopini, ki ustvarja toploto. Če želite, da se vzorec ne segreje in razgradi, ga hranite na ledu pred, med ultrazvokom in po njem.
Če so celice in beljakovine preveč krhki, da bi zdržali ultrazvočno razbijanje, je nežnejša alternativa prebava encimov ali mletje s peskom.