Из ове приче
[×] ЗАТВОРИ
ВИДЕО: 36 необичних јединица за мерење - ментал_флосс на ИоуТубе-у (Еп.10)
Електронска скенирајућа микрографија уређаја за мерење молекула. Када молекул слети на део који је сличан мосту у центру, он вибрира фреквенцијом која указује на његову масу. Слика преко Цалтецх / Сцотт Келберг и Мицхаел Роукес
Колико мислите да молекул тежи? Молекул, који представља једну групу повезаних атома - два водоника и један кисеоник који, на пример, чине Х2О - готово је несхватљиво ситан. Један мол воде, који износи отприлике 0, 64 унци, има 602, 214, 078, 000, 000, 000, 000, 000 молекула. Молекуле су, укратко, стварно, стварно, стварно мале.
До сада су научници могли да израчунају само масу великих група молекула, јонизујући их (дајући им електрични набој) и затим видећи како снажно делују у електромагнетном пољу, техници познатој као масена спектрометрија. Нису, међутим, могли да мере масу једног молекула.
Али јуче су научници из Цалтецх-а најавили проналазак уређаја који директно мери масу појединог молекула. Као што је описано у раду објављеном у часопису Натуре Нанотецхнологи, малени апарат изграђен је око структуре сличне мосту која вибрира специфичном фреквенцијом на основу масе молекула изнад ње. Прецизним праћењем вибрационе фреквенције моста могу се утврдити тачне масе молекула.
„Критични напредак који смо постигли у овом тренутном раду је тај што нам сада омогућава да одмеримо молекуле - један по један - како долазе“, каже Мицхаел Роукес, главни истраживач у лабораторији која је произвела овај рад. "То нико никад раније није урадио."
Голим оком је уређај у суштини невидљив - скала на дну слике микроскопа је дугачка два микрона или два милиона делова метра. Вибрирајући мост у његовом центру технички је познат као резонатор наноелектромеханичког система и у развоју је већ више од једне деценије.
У претходном раду, објављеном 2009. године, истраживачи су показали да могу измерити масу честица напрштених на апарат, али с једним ограничењем: Није био довољно осетљив за одмеравање само једног молекула. Пошто је специфична локација на којој је слетила честица утицала на фреквенцију вибрирања, а научници нису могли тачно да знају где ће то бити, морали су да примене неколико стотина идентичних честица да би пронашли просек, који је открио масу.
Напредак користи нови увид у начин на који се вибрирајућа фреквенција моста мења када се молекул распрши на њега. Вибрације се јављају у два режима истовремено: Први режим се креће бочно, док се други начин појављује у облику осцилирајућег таласа у облику слова С који се креће горе и доље по мосту. Анализирајући како се тачно мења сваки од ових модуса када молекул погоди уређај, истраживачи су открили да могу одредити његов положај, а самим тим и његову тачну масу.
У студији су истраживачи показали ефикасност алата мерењем масе молекула званог имуноглобулин М, или ИгМ, антитела које производе имуне ћелије у крви и које могу постојати у више различитих облика. Вагирањем сваке молекуле могли су тачно да одреде о којој врсти ИгМ се ради, наговештавајући потенцијалне медицинске примене у будућности. На пример, врста рака позната као Валденстромова макроглобулинемија, одражава се одређеним односом молекула ИгМ у крви пацијента, тако да би будући инструменти који се граде на овом принципу могли надгледати крв ради откривања неравнотеже антитела која указују на рак.
Научници такође предвиђају ову врсту уређаја као помоћ биолошким истраживачима који гледају у молекуларну машину унутар ћелије. Пошто су ензими који покрећу функционисање ћелије у великој мери зависни од молекуларних везаности на њиховој површини, прецизно вагање протеина у различито време и у различитим врстама ћелија могло би нам помоћи да боље разумемо ћелијске процесе.
Тим чак предвиђа да би њихов изум могао имати свакодневну комерцијалну примену. Еколошки монитори који прате загађење наночестицама у ваздуху, на пример, могу да се активирају низом ових вибро мостова.
Важно је, кажу научници, да је уређај направљен стандардним методама за производњу полуводича - исте које се користе у уобичајеним електричним круговима - тако да се теоретски може смањити на апарате који укључују стотине или десетине хиљада једно-молекуларних сензора који раде истовремено. „Са уградњом уређаја који су направљени техникама за интеграцију великих размера, на добром смо путу за стварање таквих инструмената“, каже Роукес.
