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La sonicazione è il processo di conversione di un segnale elettrico in vibrazione fisica, che può essere diretta a una sostanza. I sonici sono apparecchiature vitali nei laboratori utilizzati per una varietà di scopi. La sonicazione viene comunemente eseguita per abbattere composti o cellule per ulteriori verifiche. La vibrazione ha un potente effetto sulle soluzioni, provocando la rottura delle sue molecole e della rottura delle cellule. Un esempio primario è nel test del DNA, dove le cellule che possono contenere informazioni sul DNA sono sottoposte a sonicazione per essere scomposte, rilasciando così proteine del DNA in modo che possano essere testate.
La parte principale di un dispositivo di sonicazione è un generatore elettrico ad ultrasuoni. Questo dispositivo crea un segnale (solitamente intorno ai 20 KHz) che alimenta un trasduttore. Questo trasduttore converte il segnale elettrico in cristalli piezoelettrici, o cristalli che rispondono direttamente all'elettricità, creando una vibrazione meccanica. Questa vibrazione, di origine molecolare, viene accuratamente preservata e amplificata dal sonicatore, fino a quando non viene fatta passare attraverso la sonda.
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La sonda di sonicazione trasmette la vibrazione alla soluzione da esaminare. Questa sonda è una punta costruita con cura che si muove con la vibrazione, trasmettendola alla soluzione. L'apparecchiatura si muove su e giù ad una velocità molto elevata, tuttavia l'ampiezza può essere controllata dall'operatore e viene scelta in base alle proprietà della soluzione da sonicare. Il rapido movimento della sonda crea un effetto chiamato cavitazione. La cavitazione si verifica quando la vibrazione crea una serie di bolle microscopiche nella soluzione, sacche di spazio vuoto alloggiate tra le molecole che si formano per poi rompersi nuovamente sotto il peso della soluzione, inviando minuscole onde d'urto nella sostanza circostante. Migliaia di queste bolle che si formano e si distruggono creano costantemente potenti onde di vibrazione, che circolano attraverso la soluzione e rompono le cellule.
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Sono disponibili punte della sonda di diverse dimensioni, a seconda del tipo di processo di sonicazione desiderato. Una punta molto piccola creerà un eccellente effetto di cavitazione e romperà facilmente le cellule vicine, ma ha un'area di effetto limitata intorno alla sonda. Le punte più larghe possono raggiungere una quantità maggiore di soluzione, ma non produrranno una reazione così intensa.
La sonicazione è un distruttore cellulare molto efficiente, a volte troppo forte per le cellule e le proteine in questione. Se gli scienziati hanno bisogno di utilizzare una procedura più delicata, di solito scelgono un processo tradizionale, come la digestione enzimatica (rottura della reazione chimica) o la levigatura di un materiale come la sabbia.
