О проекте
Нас блокируют. Что делать?

Зарегистрироваться | Войти через:

Политзеки | Свобода слова | Акции протеста | Украина
Читайте нас:
Доступное в России зеркало Граней: https://grani-ru-org.appspot.com/Society/Science/m.87076.html

статья Создано первое наноустройство, способное взвешивать отдельные молекулы

<a href=# onMouseOver=this.href='ma'+'ilto:'+'borisov'+'@'+'grani.ru' class=anons12>Максим Борисов</a>, 31.03.2005
Реклама

Молекула. Изображение с сайта www.c13.ru Физики из Калифорнийского технологического института (California Institute of Technology - Caltech) создали первое наноустройство, способное взвешивать отдельные биомолекулы. Эта технология может привести к появлению новых способов молекулярной идентификации, более дешевых и быстрых, чем ныне существующие, а также к созданию революционных приборов для протеомики (proteomics, так называется новейшая отрасль науки, занятая изучением (инвентаризацией) белков и их взаимодействия в живых организмах (в том числе и в человеческом); важнейшей целью протеомики считается значительное ускорение разработки лекарственных средств).

Согласно заявлению Майкла Роукеса (Michael Roukes), профессора прикладной физики и биоинженерии из Калтеха и директора недавно основанного Института нанотехнологий (Caltech's Kavli Nanoscience Institute), возглавляемой им группе удалось создать принципиально новый измерительный наноразмерный прибор для применения в медицинских и научных исследованиях.

Устройство носит наименование "наноэлектромеханического резонатора" - оно изготовлено в виде крошечного камертона длиной порядка микрона и шириной около ста нанометров (миллимикрон), который начинает колебаться со своей собственной строго определенной частотой в том случае, когда на него оказывается соответствующее воздействие. Точно также, как и любой "макроскопический" колокол, колеблющийся и порождающий звук определенной частоты в зависимости от своего размера, формы и состава материала, из которого его изготовили, крошечный камертон тоже обладает своей собственной основной частотой механических колебаний, хотя его "тональность" столь экзотична, а взятая им "нота" столь высока, что получаемые частоты лежат уже в микроволновой области.

Исследователи собрали электросхему, перед которой ставилась задача непрерывно возбуждать и контролировать частоту вибрирующей полоски. Периодически срабатывал затвор - заслонка размыкалась, чтобы подвергнуть весь этот "нанодевайс" воздействию (экспонированию) пучком атомов или молекул: в данном случае это едва уловимое "распыление" атомов ксенона или молекул азота. Наноустройство предварительно охлаждалось, поэтому молекулы благополучно конденсировались на полоске и присовокупляли к ней свою массу, таким образом неизбежно понижая ее частоту. Другими словами, механические колебания нагруженного "более массивного" наноустройства становились как бы немного ниже тоном - подобно тому, как на какой-нибудь гитаре или в пианино более толстые и тяжелые струны издают более низкие ноты. Поскольку в условиях современной физической лаборатории частота может быть измерена с чрезвычайной точностью, исследователи тем самым получили возможность отслеживать самые мельчайшие изменения в общей массе наноустройства, выявляя суммарный вес "налипших" атомов или молекул.

Роукес говорит, что текущее поколение этих устройств чувствительно к массе порядка нескольких зептограмм (10-21 г), то есть тысячных долей аттограмма или миллиардных триллионных грамма. В их экспериментах это соответствовало приблизительно тридцати атомам ксенона, а это уже типичная масса отдельной белковой молекулы.

"Мы надеемся трансформировать эту технологию в систему, основанную на чипах, которые могли бы отбирать и идентифицировать специфические молекулы, одну за другой, различая, например некоторые типы белков, выделяемых на очень ранних стадиях развития раковой опухоли, - поясняет Роукес. - Фундаментальная потребность в идентификации этих белков вызвана необходимостью сортировать миллионы проходящих молекул, чтобы выполнить нужное измерение. Требуется квалифицировано и надежно проводить этот отбор, сравнимый с поисками иглы в стоге сена, - ведь 95 процентов белков в крови не имеют никакого отношения к раку".

Новый метод мог бы в конечном счете разрешить проблему создания батарей микрочипов, каждый из которых обладает своим миниатюрным масс-спектрометром, предназначенным для идентификации молекулы, исходя из ее веса. В настоящее время высокопроизводительные исследования в области протеомики зачастую выполняются на базе крупных и дорогих установок, которые занимают целую лабораторию и могут стоить свыше миллиона долларов каждый. Будущие же наносистемы будут стоить несравненно меньше, а целая батарея из них поместится на одном рабочем столе.

Источник:
Caltech Physics Team Invents Device For Weighing Individual Molecules - Caltech Press Release

<a href=# onMouseOver=this.href='ma'+'ilto:'+'borisov'+'@'+'grani.ru' class=anons12>Максим Борисов</a>, 31.03.2005


новость Новости по теме
Фото и Видео

Реклама



Выбор читателей