|  | 3 сентября 2012 | Новости науки и техники

Созданы механические весы, способные взвесить единственную молекулу.

Устройство микроскопических весов


Исследователи из Калифорнийского технологического института, работая с их французскими коллегами, разработали миниатюрное механическое устройство, своего рода весы, способные взвесить то, что раньше взвесить было невозможно или очень сложно - отдельные молекулы, вирусы, белки и другие микроскопические объекты. Создание подобного устройства должно привести к огромным прорывам в понимании процессов, происходящих на молекулярном уровне в живых клетках, и к новым достижениям в нанотехнологиях и других областях науки, изучающих очень маленькие объекты.

Устройство, которое само имеет размеры в несколько миллионных долей метра, определяет изменения частоты и фазы колебаний подвижного датчика. Эти изменения и являются исходными данными для вычисления массы частицы, попавшей на поверхность датчика. Такая технология уже является далеко не новинкой, да и существует целый ряд других способов измерения массы микроскопических частиц. К примеру, молекулы "взвешивали" ранее используя метод массовой спектрометрии.

Для осуществления массовой спектрометрии брались молекулы одного вида, которые ионизировались с помощью электрического поля. Воздействуя на заряженные частицы электромагнитным полем определялись характеристики колебаний частиц, по которым вычислялась их масса. Но такие методы работаю хорошо с частицами и молекулами, которые без проблем ионизируются, становясь носителями электрического заряда. К сожалению, органические вещества, молекулы, белки, вирусы и бактерии в данную категорию не попадают абсолютно.

Несколько лет назад та же самая группа ученых уже пыталась реализовать метод вибрационного измерения массы отдельных частиц, но у этого изначального метода имелся целый ряд недостатков. Самым главным недостатком является то, что изменение частоты колебания датчика зависит не только от массы попавшей на него частицы, на частоту оказывает влияние так же форма самой частицы и ее ориентация в пространстве. Так как ориентацию и положение частицы определить было невозможно, то масса частиц вычислялась усреднением результатов сотен и тысяч измерений.

В новом методе реализована возможность учета формы и ориентации отдельной молекулы и частицы. Благодаря уникальной конструкции, датчик новых весом может колебаться не только в одной плоскости, а совершать сложные гармонические колебания на различных частотах и под различными углами. Измерив фазы, углы и частоты колебаний, совершаемых датчиком, ученые оказались способны вычислить точное местоположение частицы на датчике, ее геометрию и пространственное расположение. Благодаря наличию таких данных стало возможным невероятно точное вычисление массы частицы.

Такой уровень точности позволит ученым "посмотреть" на белки и другие компоненты живых клеток с таким уровнем детализации, который ранее был просто недостижим. Полученные при этом знания значительно расширят понимание процессов, происходящих в клетках живого организма, позволяя производить точную диагностику различных заболеваний, идентифицируя по весу присутствующие в организме "биомаркеры".




Ключевые слова:
Весы, Определение, Измерение, Масса, Вес, Молекула, Белок, Клетка, Частица, Датчик, Колебания, Частота

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Создан самый маленький в мире динамик, имеющий графеновый диффузор
  • Создан портативный детектор частиц, способный "увидеть" отдельные электро ...
  • Масса электрона измерена с рекордной на сегодняшний день точностью
  • Машины-монстры: Весы, которые могут взвесить один единственный протон.
  • Сверхминиатюрный датчик веса позволяет взвесить отдельные живые клетки и пр ...




  • 3 сентября 2012 08:37
    #1 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3870
    Интересно, а как они конкретную отдельную молекулу помещают на чувствительный элемент датчика? Не пинцетом же. Да при этом еще надо быть уверенным в том, что на весы попала именно нужная молекула, а не какая-то посторонняя.


    --------------------
        
    3 сентября 2012 13:13
    #2 Написал: beany85

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1018
    FomaNeverujuwij, действительно, молекулы воздуха находятся везде кроме вакуума и должны влиять на точность измерений.


    --------------------
        
    3 сентября 2012 16:10
    #3 Написал: volod

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1489
    FomaNeverujuwij, кроме того молекула должна приклеиться, чтобы не улететь при вибрации. Пока что лучший определитель молекул - это иммунитет животных, есть мысль, что к этому способу в итоге и придут, как к самому точному и универсальному, создав какие нибудь компьютеризированные органические синтезаторы иммуновеществ с обратной связью. После чего останется накопить базу данных для такого прибора.
        
    9 сентября 2012 13:38
    #4 Написал: nobolu

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    "Говорите точно сколько вешать в дальтонах"(с)
    А так -- полезный и нужный инструмент,
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.