Sonication använder ljudvågor för att agitera partiklar i en lösning. Det omvandlar en elektrisk signal till en fysisk vibration för att bryta ämnen från varandra. Dessa störningar kan blanda lösningar, påskynda upplösningen av ett fastämne i en vätska, såsom socker i vatten, och avlägsna upplöst gas från vätskor. Vid DNA-test sönderdelas sonication molekyler och spricker celler, vilket frigör proteiner för testning.

Sound Waves

Ljud är en våg av växlande högt och lågt tryck. Frekvensen av en ljudvåg är hur ofta partiklarna av ett ämne vibrerar när ljudvågan passerar genom den. Sonication använder vanligtvis ultraljudsvågor med frekvenser på 20 kHz (20 000 cykler per sekund) eller högre. Dessa frekvenser ligger ovanför vad du kan höra, men öronskydd rekommenderas fortfarande under sonication eftersom processen skapar ett högt skrikande ljud. Ju högre frekvens, desto starkare agitation av partiklar.

Sonicator Parts

En sonicator är en kraftfull bit av labutrustning med en ultraljudsgenerator som skapar en signal för att driva en givare. Givaren omvandlar den elektriska signalen med hjälp av piezoelektriska kristaller - kristaller som svarar direkt på el genom att skapa mekanisk vibration. Sonikatorn bevarar och förstärker vibrationen tills den passerar till sonden. Sonden rör sig i tiden med vibrationen för att överföra den till lösningen och rör sig snabbt och uppåt. Sonicatoroperatören kan styra amplituden baserat på lösningsegenskaperna. En liten sondspets ger en mer intensiv reaktion än en stor sondspets, men en stor spets når mer av lösningen.

Inte alla sonikatorer har sönder. Vissa sonikatorer producerar ljudvågor i prov i ett ultraljudsvattenbad.

Sonication Process

Under ljudbehandling bildas tryckpresser tusentals mikroskopiska vakuumbubblor i lösningen. Bubblorna kollapser i lösningen i en process som kallas kavitation. Detta orsakar kraftfulla vibrationer som släpper ut en enorm energikraft på kavitationsfältet, vilket stör molekylära interaktioner som växelverkan mellan vattenmolekyler, separerar partikelklumpar och underlättar blandning. I exempelvis upplösta gasvibrationer kommer gasbubblorna att komma ihop och lättare lämna lösningen.

Energin från ljudvågor skapar friktion i lösningen, vilket skapar värme. För att stoppa ett prov från uppvärmning och nedbrytning, behåll det på is före, under och efter ljudbehandling.

Om celler och proteiner är för bräckliga för att klara ljudbehandling, är ett mildare alternativ enzymförslutning eller slipning med sand.