Sonicação do tipo sonda para preparação de amostras: um guia completo
A sonicação do tipo sonda é uma ferramenta poderosa para interromper células, cisalhar DNA e dispersar partículas em amostras líquidas. Como todas as técnicas em ciências da vida, microbiologia e análises clínicas, a sonicação requer uma otimização cuidadosa para evitar danos à amostra, principalmente ao trabalhar com materiais sensíveis ao calor. Seguindo dicas – como manter as amostras no gelo, controlar a amplitude de sonicação, usar o modo de pulso e otimizar a profundidade de imersão do sonotrodo – Você pode obter resultados eficazes e reprodutíveis. Em última análise, um protocolo de sonicação bem otimizado garante o sucesso das aplicações downstream e preserva a integridade de suas preciosas amostras.
Sonication – Uma etapa indispensável na preparação de amostras
A sonicação do tipo sonda é uma técnica amplamente utilizada para preparação de amostras em pesquisas biológicas, químicas e de materiais. O processo envolve o uso de energia ultrassônica para quebrar células, cisalhar DNA, dispersar nanopartículas ou emulsionar soluções. Transmitindo ondas de ultrassom de alta energia através de uma amostra líquida por meio de uma sonda (sonotrodo, buzina, sonsonda), a sonicação do tipo sonda cria regiões localizadas de alta pressão, turbulência e cavitação, que interrompem mecanicamente as estruturas celulares ou dispersam as partículas de forma homogênea. No entanto, a técnica requer uma otimização cuidadosa para evitar danos à amostra, particularmente materiais biológicos sensíveis, como proteínas e ácidos nucléicos. Este guia sobre sonicação do tipo sonda fornece dicas práticas para uma preparação eficaz da amostra.

O homogeneizador de laboratório ultrassônico UP200Ht é popular em laboratórios de pesquisa para preparação de amostras, lise, extração, fragmentação e dissolução de DNA.
- Ajustar as configurações de amplitude
A amplitude de sonicação refere-se à magnitude das vibrações produzidas pela sonda. Amplitudes mais altas fornecem energia ultrassônica mais intensa, mas geram mais calor, aumentando o risco de degradação da amostra. Em contraste, amplitudes mais baixas fornecem sonicação mais suave, reduzindo o acúmulo de calor e mantendo a integridade da amostra.
Dependendo da sua aplicação específica, usar uma amplitude mais baixa por um período mais longo pode fornecer melhores resultados do que aplicar uma amplitude muito alta para rajadas curtas. Essa abordagem reduz as chances de degradação térmica, garantindo a interrupção ou mistura adequada da amostra. - Usar o protocolo automático de dados
O menu inteligente de todos os sonicadores digitais Hielscher possui gravação automática de dados. No minuto em que você liga o sonicador, todos os dados importantes, como entrada de energia (total e líquida), amplitude, potência, tempo – Até mesmo a temperatura e a pressão são monitoradas se você tiver conectado os sensores de temperatura e pressão. Todos os dados são gravados com carimbo de data e hora como arquivo CSV em um cartão SD integrado.
- Otimizando a duração da sonicação: acerte o tempo certo
A duração da sonicação desempenha um papel crítico na interrupção bem-sucedida da amostra sem causar danos. A ultrassonografia pode levar à degradação da amostra, enquanto a subsonicação pode deixar a amostra insuficientemente processada. A duração ideal varia de acordo com o tipo de amostra (por exemplo, células, tecidos ou partículas), volume e concentração.
Nossa dica: Comece pequeno e aumente incrementalmente o tempo de sonicação. Comece com sessões curtas de sonicação e aumente gradualmente o tempo à medida que avalia a extensão da interrupção da amostra. Além disso, observe a amostra visualmente em busca de sinais de formação de espuma ou aquecimento excessivo como indicadores de excesso de sonicação. - Use o modo de pulso para minimizar o acúmulo de calor
Os sonicadores Hielscher podem ser operados no modo de pulso, o que é particularmente útil para amostras sensíveis à temperatura. O modo de pulso alterna entre as fases de sonicação e repouso, permitindo que a amostra esfrie entre os pulsos. Isso evita picos rápidos de temperatura, minimizando o risco de degradação induzida pelo calor. - A importância do controle de temperatura: mantenha suas amostras resfriadas
A sonicação transfere energia ultrassônica para o líquido, gerando calor devido à turbulência e fricção. Se não for controlado, isso pode levar a temperaturas elevadas, que podem degradar amostras biológicas sensíveis, como proteínas, enzimas e ácidos nucléicos. Para mitigar isso, o controle de temperatura é crítico durante a sonicação.
Uma das maneiras mais simples e eficazes de evitar o superaquecimento é manter suas amostras no gelo durante todo o processo de sonicação. Isso ajuda a manter uma temperatura baixa e estável e protege sua amostra da degradação térmica.
Todos os sonicadores digitais Hielscher possuem monitoramento de temperatura. Um sensor de temperatura conectável mede continuamente a temperatura na amostra. De acordo com o limite de temperatura definido no programa, o sonicador pausa automaticamente quando o limite superior de temperatura é atingido e continua a sonicar assim que o limite inferior do delta de temperatura definido é atingido.
Além disso, você pode:- Coloque o sample tubo no gelo antes de iniciar o processo de sonicação.
- Pause periodicamente a sonicação para permitir o resfriamento se forem necessárias sessões prolongadas.
- Mantenha a amostra no gelo após a sonicação para estabilizá-la ainda mais.
Isso é particularmente importante para amostras de proteína, pois as proteínas podem desnaturar rapidamente em temperaturas elevadas. Ao manter suas amostras frias, você preserva sua integridade funcional para aplicações downstream, como Western blotting, ensaios enzimáticos ou espectrometria de massa.
- O tamanho certo do sonotrodo para sua amostra
Escolher o tamanho certo do sonotrodo para sonicação de amostras em ciências da vida e microbiologia é crucial para garantir a transferência de energia ideal e a interrupção eficaz de células ou biomoléculas. Um sonotrodo de tamanho adequado permite uma cavitação eficiente, essencial para quebrar as paredes celulares, lisar células e homogeneizar amostras. Se o sonotrodo for muito grande ou muito pequeno para o volume ou tipo de amostra, pode levar a sonicação desigual, aquecimento excessivo ou ruptura celular inadequada, potencialmente comprometendo os resultados experimentais. Portanto, selecionar o tamanho apropriado do sonotrodo ajuda a manter a integridade da amostra e garante a reprodutibilidade nos experimentos.
- Profundidade correta da sonda: evite a formação de espuma e a exposição uniforme
O posicionamento da sonda é um fator crítico, mas muitas vezes negligenciado, na sonicação. A profundidade adequada da sonda garante uma transferência de energia eficiente e mistura de amostras. Se a sonda for muito rasa, você pode sentir espuma excessiva, o que pode prender bolhas de ar e reduzir a eficácia da sonicação. Se a sonda for muito profunda, você pode não obter uma circulação adequada, levando a uma sonicação desigual da amostra.
A profundidade ideal da sonda normalmente fica entre 1/4 e 1/3 da altura do líquido no tubo ou recipiente. Experimente diferentes profundidades para encontrar a posição ideal que maximize a transferência de energia sem causar espuma.
O recipiente de amostra grande pode se beneficiar da movimentação lenta do sonotrodo através da amostra para garantir uma sonicação uniforme de toda a amostra.
Se você usar o sonicador multi-sample modelos CupHorn ou UIP400MTP, encha o cuphorn conforme descrito no manual. - Otimize o processo de sonicação: adapte-se à sua amostra
A chave para uma sonicação bem-sucedida do tipo sonda é a otimização. Como diferentes amostras, incluindo células, tecidos e produtos químicos, respondem de maneira diferente à energia ultrassônica, é importante adaptar o processo às suas necessidades específicas. Os fatores a serem considerados durante a otimização incluem:
Volume da amostra: Volumes maiores podem exigir tempos de sonicação mais longos ou amplitudes mais altas.
Viscosidade da amostra: Amostras viscosas podem precisar de sonicação mais intensa para atingir interrupção suficiente.
Resultado desejado: Se você estiver lisando tecidos duros, um regime de sonicação mais intenso pode ser necessário, enquanto uma sonicação mais curta pode ser suficiente para o cisalhamento do DNA.
Testando e refinando sistematicamente os parâmetros – como amplitude, duração e profundidade da sonda - você pode otimizar o processo de sonicação para sua amostra exclusiva.
Encontre o sonicador certo para sua tarefa de preparação de amostras
A Hielscher Ultrasonics oferece um portfólio de espectro completo de sonicadores para sua tarefa de preparação de amostras. Conte-nos fatores importantes, como o tipo de amostra, o volume e a aplicação específica em que você está trabalhando. Nossa equipe de especialistas terá prazer em consultá-lo, oferecendo o homogeneizador ultrassônico mais adequado para seus experimentos de pesquisa.
A tabela abaixo fornece uma indicação da capacidade de processamento aproximada de nossos ultrassonicadores do tamanho de um laboratório:
Dispositivos recomendados | Volume do lote | Vazão |
---|---|---|
UIP400MTP Soniador de Placas de 96 Poços | placas de microtitulação / multipoços | n.a. |
CupHorn ultrassônico | CupHorn para frascos ou copo | n.a. |
GDmini2 | reator ultrassônico de microfluxo | n.a. |
VialTweeter | 0.5 a 1,5mL | n.a. |
UP100H | 1 a 500mL | 10 a 200mL/min |
UP200Ht, UP200St | 10 a 1000mL | 20 a 200mL/min |
UP400St | 10 a 2000mL | 20 a 400mL/min |
Agitador de peneira ultrassônico | n.a. | n.a. |
A Hielscher Ultrasonics é uma empresa certificada pela ISO e dá ênfase especial aos ultrassônicos de alto desempenho com tecnologia de ponta e facilidade de uso. Obviamente, os ultrassônicos Hielscher são compatíveis com CE e atendem aos requisitos da UL, CSA e RoHs.

A Hielscher Ultrasonics fornece poderosos sonicadores sem contato para preparação de amostras e análises clínicas. O sonicador de placa multipoço UIP400MTP, o VialTweeter, o CupHorn e o sonicador de fluxo GDmini2 processe as amostras sem tocá-las.
- Alta eficiência
- Tecnologia de ponta
- fiabilidade & Robustez
- Controle de processo preciso e ajustável
- lote & Inline
- para qualquer volume
- software inteligente
- recursos inteligentes (por exemplo, programável, protocolo de dados, controle remoto)
- Fácil e seguro de operar
- Baixa manutenção
- CIP (limpeza no local)

Sonicador VialTweeter para a sonicação simultânea de 10 amostras, por exemplo, para romper células, extrair proteínas e cisalhar DNA
Literatura / Referências
- Claudia Lindemann, Nataliya Lupilova, Alexandra Müller, Bettina Warscheid, Helmut E. Meyer, Katja Kuhlmann, Martin Eisenacher, Lars I. Leichert (2013): Redox Proteomics Uncovers Peroxynitrite-Sensitive Proteins that Help Escherichia coli to Overcome Nitrosative Stress. J Biol Chem. 2013 Jul 5; 288(27): 19698–19714.
- Turrini, Federica; Donno, Dario; Beccaro, Gabriele; Zunin, Paola; Pittaluga, Anna; Boggia, Raffaella (2019): Pulsed Ultrasound-Assisted Extraction as an Alternative Method to Conventional Maceration for the Extraction of the Polyphenolic Fraction of Ribes nigrum Buds: A New Category of Food Supplements Proposed by The FINNOVER Project. Foods. 8. 466; 2019
- Giricz Z., Varga Z.V., Koncsos G., Nagy C.T., Görbe A., Mentzer R.M. Jr, Gottlieb R.A., Ferdinandy P. (2017): Autophagosome formation is required for cardioprotection by chloramphenicol. Life Science Oct 2017. 11-16.
- Hemida, Yasmine (2016): Effect of Rapamycin as an Inhibitor of the mTOR Cell Cycle Entry Complex on the Selective Lysis of Human Leukemia Cells Lines in Vitro Using 20 kHz Pulsed Low-Frequency Ultrasound. Honors Capstone Projects – All. 942, 2016.
- Fernandes, Luz; Santos, Hugo; Nunes-Miranda, J.; Lodeiro, Carlos; Capelo, Jose (2011): Ultrasonic Enhanced Applications in Proteomics Workflows: single probe versus multiprobe. Journal of Integrated OMICS 1, 2011.
- Priego-Capote, Feliciano; Castro, María (2004): Analytical uses of ultrasound – I. Sample preparation. TrAC Trends in Analytical Chemistry 23, 2004. 644-653.
- Welna, Maja; Szymczycha-Madeja, Anna; Pohl, Pawel (2011): Quality of the Trace Element Analysis: Sample Preparation Steps. In: Wide Spectra of Quality Control; InTechOpen 2011.
Perguntas frequentes
Qual é o propósito da sonicação?
O objetivo da sonicação é usar ondas sonoras, normalmente na faixa ultrassônica, para agitar partículas em uma amostra, facilitando processos como ruptura celular, homogeneização e quebra de estruturas moleculares. É comumente usado em aplicações biológicas, químicas e de ciência de materiais para melhorar a mistura, promover reações ou liberar conteúdo celular.
O que é a técnica de sonicação?
A técnica de sonicação envolve o uso de ondas intensas de ultrassom (geralmente em frequências entre 20 – 30 kHz) para gerar vibrações rápidas em meio líquido. Essas vibrações causam a formação e o colapso de bolhas microscópicas, um processo conhecido como cavitação acústica. Essa cavitação cria alta pressão e temperatura localizadas, que podem interromper as células, dispersar partículas ou facilitar reações químicas. A técnica de sonicação é amplamente utilizada em laboratórios para aplicações como lise celular, extração, cisalhamento de DNA, homogeneização e síntese de nanopartículas.
Como você prepara uma amostra para sonicação?
Para preparar uma amostra para sonicação, o material da amostra (normalmente líquido ou sólidos suspensos) é colocado em um recipiente adequado, geralmente um frasco de vidro, tubo de plástico ou uma placa de vários poços, com volume suficiente para acomodar as vibrações ultrassônicas e evitar derramamento. Se necessário, a amostra é diluída com um tampão ou solvente para manter a concentração desejada e evitar o superaquecimento durante a sonicação. Para amostras sensíveis ao calor, o recipiente é parcialmente submerso em um banho de gelo ou camisa de resfriamento para dissipar o calor gerado pelas ondas ultrassônicas. A sonda do sonicador está posicionada corretamente para garantir uma transferência de energia eficiente. Os parâmetros como amplitude, tempo e modo de pulso são definidos com base nos requisitos específicos do experimento.
A sonicação quebra o DNA?
Sim, a sonicação pode quebrar o DNA. As ondas ultrassônicas de alta energia geradas durante a sonicação podem cisalhar moléculas de DNA criando regiões localizadas de alta pressão e calor, levando a estresse mecânico nas fitas de DNA. Isso resulta na fragmentação do DNA em pedaços menores. A extensão da quebra do DNA depende da duração e intensidade da sonicação. Em alguns experimentos, como na imunoprecipitação da cromatina (ChIP) ou na preparação da biblioteca de sequenciamento de próxima geração (NGS), a sonicação é usada como técnica confiável para cisalhamento controlado de DNA.

A Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrassônicos de alto desempenho de labrador Para tamanho industrial.