La sonicazione utilizza le onde sonore per agitare le particelle in una soluzione. Converte un segnale elettrico in una vibrazione fisica per rompere le sostanze. Queste interruzioni possono mescolare soluzioni, accelerare la dissoluzione di un solido in un liquido, come lo zucchero in acqua, e rimuovere il gas disciolto dai liquidi. Nel test del DNA, la sonicazione rompe le molecole e rompe le cellule, rilasciando proteine ​​per il test.

Onde sonore

Il suono è un'onda di alta e bassa pressione alternata. La frequenza di un'onda sonora è la frequenza con cui le particelle di una sostanza vibrano quando l'onda sonora passa attraverso di essa. La sonicazione utilizza tipicamente onde ultrasoniche con frequenze di 20 kHz (20.000 cicli al secondo) o superiori. Queste frequenze sono al di sopra di quelle che puoi sentire, ma la protezione per l'udito è ancora raccomandata durante la sonicazione perché il processo crea un forte rumore stridulo. Maggiore è la frequenza, più forte è l'agitazione delle particelle.

Sonicator Parts

Un sonicatore è un potente strumento di laboratorio con un generatore elettrico a ultrasuoni che crea un segnale per alimentare un trasduttore. Il trasduttore converte il segnale elettrico utilizzando cristalli piezoelettrici - cristalli che rispondono direttamente all'elettricità creando una vibrazione meccanica. Il sonico conserva e amplifica la vibrazione fino a quando non passa alla sonda. La sonda si sposta nel tempo con la vibrazione per trasmetterla alla soluzione e si muove su e giù rapidamente. L'operatore del sonicatore può controllare l'ampiezza in base alle proprietà della soluzione. Una piccola punta della sonda produce una reazione più intensa rispetto a una punta della sonda grande, ma una punta grande raggiunge più della soluzione.

Non tutti i sonatori hanno sonde. Alcuni ultrasuoni producono onde sonore in campioni in un bagno d'acqua ad ultrasuoni.

Processo di sonicazione

Durante la sonicazione, i cicli di pressione formano migliaia di microscopiche bolle di vuoto nella soluzione. Le bolle collassano nella soluzione in un processo noto come cavitazione. Ciò provoca potenti ondate di vibrazione che rilasciano un'enorme forza energetica nel campo della cavitazione, che interrompe le interazioni molecolari come le interazioni tra le molecole d'acqua, separa i gruppi di particelle e facilita la miscelazione. Ad esempio, nelle vibrazioni di gas disciolto, le bolle di gas si uniscono e lasciano più facilmente la soluzione.

L'energia delle onde sonore crea attrito nella soluzione, che crea calore. Per impedire a un campione di riscaldarsi e degradarsi, tenerlo in ghiaccio prima, durante e dopo la sonicazione.

Se le cellule e le proteine ​​sono troppo fragili per sopportare la sonicazione, un'alternativa più delicata è la digestione enzimatica o la macinatura con sabbia.