Des scientifiques japonais construisent à l'échelle nanométrique

Diapason / Yabuno Lab./Université de Tsukuba

Peut-on peser une molécule sur une balance? Des scientifiques de l'Institut national des sciences et technologies avancées et de l'Université de Tsukuba (Japon) ont conçu des balances capables de peser des objets pesant plusieurs nanogrammes avec une erreur de 1%.

Alors qu'une équipe de Tsukuba a désactivé le vieillissement cellulaire , l'autre a construit des nano-échelles ressemblant à un diapason microscopique . La comparaison avec elle n'est pas accidentelle - les échelles fonctionnent sur le principe des oscillations auto-excitées, lorsque le corps oscillant affecte la phase de la source d'oscillation, ce qui conduit à des mouvements périodiques stables.

"Dispositifs basés sur deux cantilevers(dents en saillie), qui ont été faites plus tôt, ne pouvaient que vérifier la présence de masse, mais pas la mesurer quantitativement », explique Hiroshi Yabuno, professeur d'université. Sous sa direction, ses diplômés ont construit un nouveau type de nanofils.

Les écailles sont réalisées sous forme de sandwich à partir de deux couches de silicium, entre lesquelles se trouve un isolant. Les cantilevers ont une taille de 500 pour 100 microns. Des tests ont été effectués sur des microsphères de polystyrène d'un diamètre de 15 µm.

Après avoir placé l'objet à peser sur l'une des dents, les vibrations de l'actionneur piézoélectrique sont appliquées à la structure. En raison de la présence sur l'une des dents de l'objet mesuré, les vibrations des dents diffèrent les unes des autres. Cette différence est enregistrée par deux vibromètres Doppler.

Comme l'explique Jabuno, une telle méthode ne nécessite pas un environnement ultra-pur ou un vide pour des mesures précises. Il peut fonctionner dans un liquide, ce qui est particulièrement important pour les scientifiques travaillant avec des organismes et des cellules unicellulaires.

Tout d'abord, cette méthode sera utilisée pour travailler avec l'ADN, pour leur hybridation et caractérisation, c'est-à-dire d'étudier les différences d'ADN dans différentes cellules. De telles échelles aideront également à étudier les protéomes au niveau cellulaire.- un ensemble de protéines cellulaires présentes ou synthétisées à nouveau conformément aux instructions inscrites dans l'ADN.

Ce n'est pas la première échelle à travailler à l'échelle nanométrique. En 2012, les physiciens français ont collecté des échelles microscopiques à partir de quatre électrodes et d'une plaque vibrante connectée à celles-ci, qui ont également une sensibilité suffisante pour mesurer la masse des chaînes de protéines individuelles. Pour mesurer la fréquence des vibrations, leur version de la balance lit les lectures électriques d'une fine plaque oscillante.