Международной группой физиков были разработаны удобные весы, которые имеют способность взвешивать массу отдельных молекул. Природа молекул, вес которых необходимо рассчитать, может быть самой разной. Молекулу пластмассы, к примеру, перед взвешиванием необходимо обработать при помощи специального оборудования, сообщает Talks.su.
Основным элементом нановесов является вибрирующая изогнутая пластинка длиной в несколько микрометров, подключённая к микроэлектродам. Когда молекула вещества приходит в соприкосновение с пластинкой, частота колебаний последней изменяется пропорционально массе частицы.
Устройство базируется на двенадцатилетних разработках в области наноэлектромеханических систем (NEMS). Принцип работы его основного компонента был впервые описан в 2009 году - тогда появился первый резонатор, реагирующий на отдельные микрочастицы, пишет Компьютерра. Понадобилось ещё три года изысканий для повышения чувствительности и создания на его основе полноценных высокоточных весов.
Читайте также: Молекула ДНК - матрица на все руки
Основная проблема заключалась в том, что на изменение частоты влияла не только масса частицы, но и место её соприкосновения с пластинкой, а также слабые взаимодействия, обусловленные распределением электронной плотности. Устранить эти неопределенности стало возможным благодаря отказу от схемы простых периодических колебаний в пользу вибрационных моделей.
В новых весах пластинка постоянно переключается между предустановленными режимами вибрации, а по суммарной картине изменения частот можно точно судить о массе частицы, даже если она будет представлена отдельной молекулой.
В отличие от масс-спектрометрии, для работы с новым методом нет необходимости в предварительной ионизации миллионов частиц. Впервые стало возможным быстро измерять массу отдельных молекул в нативном виде.
Для тестирования нового прибора, ученые измеряли массу иммуноглобулинов - антител, участвующих в нейтрализации чужеродных тел в организме, добавляет Лента.ру. Исследователи вычисляли массу частиц в реальном времени, что, среди прочего, позволило определить их тип. Создатели весов говорят, что новые весы можно производить на уже существующих мощностях, в частности, использовать оборудование для производства кремниевых микросхем.