La sonication utilise des ondes sonores pour agiter les particules dans une solution. Il convertit un signal électrique en une vibration physique pour séparer les substances. Ces perturbations peuvent mélanger des solutions, accélérer la dissolution d'un solide dans un liquide, comme le sucre dans l'eau, et éliminer le gaz dissous des liquides. Dans les tests ADN, la sonication brise les molécules et rompt les cellules, libérant des protéines pour les tests.
Ondes sonores

Le son est une vague d'alternance haute et basse pression. La fréquence d'une onde sonore est la fréquence à laquelle les particules d'une substance vibrent lorsque l'onde sonore la traverse. La sonication utilise généralement des ondes ultrasonores avec des fréquences de 20 kHz (20 000 cycles par seconde) ou plus. Ces fréquences sont supérieures à ce que vous pouvez entendre, mais une protection auditive est toujours recommandée pendant la sonication car le processus crée un fort bruit de crissement. Plus la fréquence est élevée, plus l'agitation des particules est forte.
Pièces de sonicateur

Un sonicateur est un puissant équipement de laboratoire doté d'un générateur électrique à ultrasons qui crée un signal pour alimenter un transducteur. Le transducteur convertit le signal électrique à l'aide de cristaux piézoélectriques - cristaux qui répondent directement à l'électricité en créant une vibration mécanique. Le sonicateur préserve et amplifie la vibration jusqu'à ce qu'elle passe à la sonde. La sonde se déplace au rythme de la vibration pour la transmettre à la solution et monte et descend rapidement. L'opérateur sonicateur peut contrôler l'amplitude en fonction des propriétés de la solution. Un petit embout de sonde produit une réaction plus intense qu'un gros embout de sonde, mais un gros embout atteint une plus grande partie de la solution.

Tous les sonificateurs n'ont pas de sonde. Certains ultrasons produisent des ondes sonores dans des échantillons dans un bain d'eau à ultrasons.
Processus de sonication

Pendant la sonication, des cycles de pression forment des milliers de bulles microscopiques sous vide dans la solution. Les bulles s'effondrent dans la solution dans un processus appelé cavitation. Cela provoque de puissantes vagues de vibrations qui libèrent une énorme force énergétique dans le champ de cavitation, ce qui perturbe les interactions moléculaires telles que les interactions entre les molécules d'eau, sépare les amas de particules et facilite le mélange. Par exemple, dans les vibrations du gaz dissous, les bulles de gaz se rejoignent et quittent plus facilement la solution.

L'énergie des ondes sonores crée une friction dans la solution, ce qui crée de la chaleur. Pour empêcher un échantillon de s'échauffer et de se dégrader, gardez-le sur la glace avant, pendant et après la sonication.

Si les cellules et les protéines sont trop fragiles pour résister à la sonication, une alternative plus douce est la digestion enzymatique ou le broyage avec du sable.