Созданы первые электромеханические весы, измеряющие массу отдельных молекул

Физики из Калифорнийского технологического университета в сотрудничестве с Лабораторией информационных технологий и электроники при Комиссариате ядерной и другой энергетики (CEA-LETI) в Гренобле создали первое электромеханическое устройство, талантливое измерять массу единичных молекул.

Главным элементом нановесов есть вибрирующая изогнутая пластинка длиной в пара микрометров, подключённая к микроэлектродам. В то время, когда молекула вещества приходит в соприкосновение с пластинкой, частота колебаний последней изменяется пропорционально массе частицы.

Созданы первые электромеханические весы, измеряющие массу отдельных молекул

Устройство нановесов согласно данным сканирующей электронной микроскопии (фото: Caltech / Scott Kelberg and Michael Roukes)

Устройство базируется на двенадцатилетних разработках в области наноэлектромеханических совокупностей (NEMS). Принцип работы его главного компонента был в первый раз обрисован в 2009 году – тогда показался первый резонатор, реагирующий на отдельные микрочастицы. Пригодилось ещё три года изысканий для создания и повышения чувствительности на его базе полноценных точных весов.

Главная неприятность заключалась в том, что на трансформацию частоты воздействовала не только масса частицы, но и место её соприкосновения с пластинкой, и не сильный сотрудничества, обусловленные распределением электронной плотности. Устранить эти неопределённости произошло благодаря отказу от схемы несложных периодических колебаний в пользу вибрационных моделей.

В новых весах пластинка всегда переключается между предустановленными режимами вибрации, а по суммарной картине трансформации частот возможно совершенно верно делать выводы о массе частицы, даже если она будет представлена отдельной молекулой.

В отличие от весов-спектрометрии, для работы с новым способом нет необходимости в предварительной ионизации миллионов частиц. В первый раз произошло скоро измерять массу отдельных молекул в нативном виде.

Отдельным преимуществом новинки есть свойство совершенно верно определять массу высокомолекулярных органических веществ, каковые тяжело ионизируются. Речь заходит о протеиновых молекулах, липопротеинах, иммуноглобулинах, других частицах и вирусах, определение которых хорошими способами затруднено.

Нановесы будут очень пользуются спросом во многих современных областях, включая микробиологию, иммунологию, фармакологию, генетику и наноконструирование.

Случайное видео:


Интересные записи: