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上*能測量單個分子質(zhì)量的納米稱問世

時間:2013-5-6閱讀:1281
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         由美國加州理工學院科學家領導的科研團隊,研制成功*能測量單個生物分子質(zhì)量的納米機械裝置。研究人員稱,這項新技術可在未來幫助醫(yī)生診斷疾病,支持生物學家探查細胞的分子機制等。相關研究報告發(fā)表在同日出版的《自然納米技術》雜志網(wǎng)絡版上。

  這款裝置僅有幾微米大,由與橋梁相似的振動結構組成。當一個粒子或分子降落在橋面時,它的質(zhì)量會改變振蕩頻率,從而可顯示出其質(zhì)量。

  新儀器基于能測量單個粒子質(zhì)量的納米機電系統(tǒng)(NEMS)共振器,恒溫振蕩搖床但此前的設備并不能確定粒子的著陸點,因此科研人員需要測量大約500個相同粒子才能zui終確認單個粒子的質(zhì)量。使用利用改進后的新儀器,科學家只需測量一個粒子。“這一關鍵性進展允許我們可以對單個分子進行稱重。”該校應用物理和生物工程系教授邁克爾若科斯說。

  研究團隊首先分析了粒子如何能改變橋梁的振動頻率。所有的振蕩運動都由所謂的振動模式組成。如果橋梁僅以*種模式振蕩,其將從一邊振動至另一邊,而中間的部分振動zui為明顯。第二種振動模式處于較高的頻率,這意味著橋梁的一半會沿一個方向移動,另一半則會沿相反方向運動,形成S形的振蕩波,貫穿整個橋梁。同時,其還具有第三模式和第四模式等。無論橋梁何時振蕩,它的運動都可被看作是這些振動模式的組合。研究人員發(fā)現(xiàn),通過觀察當粒子降落時*、二種模式如何改變振動頻率,就能確定粒子的質(zhì)量和位置。

  現(xiàn)有質(zhì)譜儀對于蛋白質(zhì)或病毒等大質(zhì)量分子無法有效且地進行測重,而新裝置針對大分子也能良好工作,還能擴展現(xiàn)有設備功能,開發(fā)新一代質(zhì)譜儀,測量更多種物質(zhì)的質(zhì)量。此外,新裝置采用標準半導體制造技術,便于大量生產(chǎn),成本也較為低廉。未來,新設備能被用于監(jiān)測病患的免疫系統(tǒng)或是診斷免疫性疾病,同時還有望幫助生物學家了解細胞的分子機制。如通過對細胞內(nèi)的每個蛋白質(zhì)進行多次稱重,科學家能夠更清晰地知曉蛋白質(zhì)在特定時刻的動態(tài)細節(jié)

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