Створені механічні ваги, здатні зважити єдину молекулу.
Дослідники з Каліфорнійського технологічного інституту, працюючи з їх французькими колегами, розробили мініатюрний механічний пристрій, свого роду ваги, здатні зважити на те, що раніше зважити було неможливо або дуже складно - окремі молекули, віруси, білки та інші мікроскопічні об'єкти. Створення подібного пристрою повинно привести до величезних проривів в розумінні процесів, що відбуваються на молекулярному рівні в живих клітинах, і до нових досягнень в нанотехнологіях та інших галузях науки, що вивчають дуже маленькі об'єкти.
Пристрій, яке саме має розміри у кілька мільйонних часток метра, визначає зміни частоти і фази коливань рухомого датчика. Ці зміни і є вихідними даними для обчислення маси частинки, що потрапила на поверхню датчика. Така технологія вже є далеко не новинкою, так і існує цілий ряд інших способів вимірювання маси мікроскопічних частинок. Наприклад, молекули "зважували" раніше використовуючи метод масової спектрометрії.
Для здійснення масової спектрометрії бралися молекули одного виду, які ионизировались з допомогою електричного поля. Впливаючи на заряджені частинки електромагнітним полем визначалися характеристики коливань частинок, за яким обчислювалася їх маса. Але такі методи працюю добре з частинками і молекулами, які без проблем іонізуються, стаючи носіями електричного заряду. На жаль, органічні речовини, молекули-білки, віруси і бактерії в цю категорію не потрапляють абсолютно.
Кілька років тому та ж група вчених вже намагалася реалізувати метод вібраційного вимірювання маси окремих частинок, але у цього споконвічного методу був цілий ряд недоліків. Найголовнішим недоліком є те, що зміна частоти коливань датчика залежить не тільки від маси потрапила на нього частинки, на частоту впливає також форма самої частинки та її орієнтація в просторі. Так як орієнтацію і положення частинки визначити було неможливо, то маса частинок обчислювалася усередненням результатів сотень і тисяч вимірювань.
У новому методі реалізована можливість обліку форми і орієнтації окремої молекули і частки. Завдяки унікальній конструкції, датчик нових вагою може коливатися не тільки в одній площині, а здійснювати складні гармонічні коливання на різних частотах і під різними кутами. Вимірявши фази, кути і частоти коливань, здійснюваних датчиком, вчені виявилися здатні обчислити точне місце розташування частинки на датчику, її геометрію і просторове розташування. Завдяки наявності таких даних стало можливим неймовірно точне обчислення маси частинки.
Такий рівень точності дозволить вченим "подивитися" на білки та інші компоненти живих клітин з таким рівнем деталізації, який раніше був просто недосяжний. Отримані при цьому знання значно розширять розуміння процесів, що відбуваються в клітинах живого організму, дозволяючи проводити точну діагностику різних захворювань, ідентифікуючи за вагою присутні в організмі "біомаркери".