بنى العلماء اليابانيون مقياس النانو

شوكة رنانة / مختبر يابونو / جامعة تسوكوبا

هل يمكن وزن الجزيء على نطاق؟ قام علماء من المعهد الوطني للعلوم والتكنولوجيا المتقدمة وجامعة تسوكوبا (اليابان) بتصميم موازين يمكنها وزن أشياء تزن عدة نانوجرام مع خطأ بنسبة 1٪.

بينما قام فريق من Tsukuba بإيقاف شيخوخة الخلية ، فإن المقاييس النانوية الأخرى المبنية تشبه شوكة ضبط مجهرية . المقارنة معها ليست عرضية - تعمل المقاييس على مبدأ التذبذبات المستثارة ذاتيًا ، عندما يؤثر الجسم المتذبذب على مرحلة مصدر التذبذب ، مما يؤدي إلى حركات دورية مستقرة.

"الأجهزة التي تعتمد على الكابولي المزدوج(الأسنان البارزة) ، التي تم إجراؤها في وقت سابق ، يمكن أن تؤكد فقط وجود كتلة ، ولكن لا تقيسها كميا "، يشرح هيروشي يابونو ، أستاذ جامعي. تحت قيادته ، بنى خريجوه نوعًا جديدًا من الأسلاك النانوية.

المقاييس مصنوعة على شكل شطيرة من طبقتين من السليكون ، يوجد بينهما عازل. حجم الكابولي 500 لكل 100 ميكرون. أجريت الاختبارات على كريات دقيقة من البوليسترين بقطر 15 ميكرومتر.

بعد وضع الجسم الذي سيتم وزنه على إحدى الأسنان ، يتم تطبيق الاهتزازات من المحرك الكهروإجهادي على الهيكل. بسبب التواجد على إحدى أسنان الجسم المقاس ، تختلف اهتزازات الأسنان عن بعضها البعض. يتم تسجيل هذا الاختلاف بواسطة اثنين من مقاييس اهتزاز دوبلر.

وكما يشرح جابونو ، فإن هذه الطريقة لا تتطلب بيئة فائقة النقاء أو فراغًا لإجراء قياسات دقيقة. يمكن أن يعمل في السائل ، وهو أمر مهم بشكل خاص للعلماء الذين يعملون مع الكائنات والخلايا أحادية الخلية.

بادئ ذي بدء ، سيتم استخدام هذه الطريقة للعمل مع الحمض النووي ، لتهجينها وتوصيفها ، أي لدراسة الاختلافات في الحمض النووي في الخلايا المختلفة. ستساعد هذه المقاييس أيضًا على دراسة البروتينات على المستوى الخلوي.- مجموعة من بروتينات الخلية الموجودة أو المركبة من جديد وفقًا للتعليمات المكتوبة في DNA.

هذا ليس المقياس الأول الذي يعمل على مقياس النانو. في عام 2012 ، جمع الفيزيائيون الفرنسيون مقاييس مجهرية من أربعة أقطاب كهربائية ولوحة اهتزاز متصلة بها ، والتي لديها أيضًا حساسية كافية لقياس كتلة سلاسل البروتين الفردية. لقياس تردد الاهتزازات ، يقرأ نسختهم من المقاييس قراءات كهربائية من لوحة متأرجحة رقيقة.