Inhoud
Sonificatie is het proces waarbij een elektrisch signaal wordt omgezet in fysieke trillingen, die op een stof kunnen worden gericht. Sonicators zijn essentiële apparatuur in laboratoria die voor verschillende doeleinden worden gebruikt. Sonificatie wordt gewoonlijk uitgevoerd om verbindingen of cellen af te breken voor verdere verificatie. Trillingen hebben een krachtig effect op oplossingen, waardoor de moleculen breken en cellen breken. Een belangrijk voorbeeld is het testen van DNA, waarbij cellen die mogelijk DNA-informatie bevatten, worden onderworpen aan sonicatie om te worden afgebroken, waardoor DNA-eiwitten vrijkomen zodat ze kunnen worden getest.
Het belangrijkste onderdeel van een ultrasoonapparaat is een ultrasone elektrische generator. Dit apparaat genereert een signaal (meestal rond de 20 kHz) dat een transducer voedt. Deze transducer zet het elektrische signaal om in piëzo-elektrische kristallen, of kristallen die direct op elektriciteit reageren, waardoor een mechanische trilling ontstaat. Deze trilling, van moleculaire oorsprong, wordt zorgvuldig bewaard en versterkt door de ultrasoonapparaat, totdat deze door de sonde wordt geleid.
.
.
De sonde met ultrasoonapparaat geeft de trilling door aan de te onderzoeken oplossing. Deze sonde is een zorgvuldig geconstrueerde punt die beweegt met trillingen en deze overbrengt op de oplossing. De apparatuur beweegt op en neer met een zeer hoge snelheid, maar de amplitude kan worden gecontroleerd door de operator en wordt gekozen op basis van de eigenschappen van de oplossing die moet worden gesoniceerd. De snelle beweging van de sonde creëert een effect dat cavitatie wordt genoemd. Cavitatie treedt op wanneer de trilling een reeks microscopisch kleine belletjes in de oplossing creëert, holtes met lege ruimte die zich tussen de moleculen vormen die zich vormen en dan weer breken onder het gewicht van de oplossing, waardoor kleine schokgolven naar de omringende substantie worden gestuurd. Duizenden van deze bellen die zichzelf vormen en vernietigen, creëren constant krachtige trillingsgolven, die door de oplossing circuleren en de cellen breken.
.
Er zijn sondetips van verschillende groottes, afhankelijk van het gewenste type ultrasoonapparaat. Een zeer kleine punt zal een uitstekend cavitatie-effect creëren en gemakkelijk naburige cellen breken, maar het heeft een beperkt effectgebied rond de sonde. Bredere tips kunnen een grotere hoeveelheid oplossing bereiken, maar ze zullen niet zo'n intense reactie produceren.
Ultrasoonbehandeling is een zeer efficiënte celdisruptor, soms te sterk voor de betreffende cellen en eiwitten. Als wetenschappers een meer delicate procedure moeten gebruiken, kiezen ze meestal voor een traditioneel proces, zoals enzymatische vertering (breken van chemische reacties) of het schuren van een materiaal zoals zand.
