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美将微观物体称重精度提高到阿克

发布时间:2019-07-13 02:59:39

美将微观物体称重精度提高到阿克

据科技 美国麻省理工学院的研究人员开发出一种技术,能够对单个纳米粒子的质量进行高精度测量,分辨率比上一代设备提高了30倍,精度可达0.85阿克(1阿克等于10的负十八次方克)。该技术可对包括合成纳米粒子、DNA、蛋白质等物质进行称重,为相关实验提供了一种新的研究工具,同时也有望帮助科学家开发出更轻便、精确的医疗诊断设备。

整套系统以麻省理工学院生物和机械工程学院教授斯科特·玛娜丽丝的技术为基础研制而成。玛娜丽丝曾在2007年开发出了一种名为悬浮微通道谐振器(SMR)的装置,该设备能够测得单个活细胞的精确质量。从那时起,研究人员就开始使用它跟踪细胞的生长,测量细胞的密度、硬度等物理性能。该设备由一个微型流体通道构成的硅制悬臂和蚀刻在其中的真空振动腔组成,当细胞从流体通道内经过,其质量会改变悬臂的振动频率,而通过对悬臂振动频率变化的计算就可获得细胞确切质量。

新研究中,为获得更高的精度,研究人员对这一装置进行了改造。论文主要作者玛娜丽丝实验室的博士后塞利姆·劳康将装置的悬臂形容为“跳板”,待测粒子则被看作是“跳水者”。当跳水者(被测物)达到跳板(悬臂)的顶端时,谐振器开始运作,产生低频率、大振幅的震动。待跳水者跳入水中后,跳板震动的频率会比刚才快的多,因为跳水者离开后,跳板的总质量已经大幅下降。要测量更小的跳水者,就需要更迷你的跳板。

为了实现上述目标,研究人员缩小了整个设备的尺寸。经过小型化改造后,整个系统的精度最终被提高到了0.85阿克,远远超过了上代设备。

劳康说,新设备现在已经能对病毒、细胞外囊泡以及绝大多数的用于制药的纳米粒子进行称重。此外,该装置还可以被用来评估纳米粒子产量,确定精确的纳米结构,跟踪肿瘤细胞的物理变化,为相关实验提供了一种新型研究工具。

(以上消息由甄书秀整理)

《中国质量报》

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