美研制出超高精度微小天平

点击次数: 362 发布时间：2004年4月9日

美国康奈尔大学的研究人员利用一种亚微观装置已经能够检测出单个细胞的重量。现在他们正在进行病毒称重工作。他们使用的天平精度超出纳（１０－９）、皮（１０－１２）、飞（１０－１５）量级，达到阿（１０－１８）量级并且很快将达仄（１０－２１）量级。这一成果发表在４月１日出版的《应用物理学杂志》上。　　由该大学工程学教授ＨａｒｏｌｄＣｒａｉｇｈｅａｄ领导的研究小组使用一种微小的振荡悬臂，通过记录质量增加引起的振动频率变化测出了６阿克的质量。这一亚微观装置本身的尺寸约几个纳米，称为纳米电子机械系统。这一装置能够测得的质量已达阿克以下，例如一个小病毒的质量约１０阿克。　　此前这个研究小组已经能够测出飞克级的质量，如一个大肠杆菌的质量约为６６５飞克。在最新的试验中，研究人员减小了悬臂尺寸，同时将其置于真空状态，结果进一步提高了测量精度。　　小悬臂由硅和氮化硅制成。施加一个电场或用激光照射将引起悬臂振动，通过检测系统使用的另一束激光的反射可以测出振动频率的变化。物体的振动频率与其质量之间存在函数关系。较粗重的吉他弦就因为比轻细的弦振动慢而发出更低的音。由于悬臂本身很小，极小的质量增加就能引起明显的可测的频率变化。　　在进行细胞称重时，研究人员将大肠杆菌抗体涂满悬臂，然后将装置置于含有这种细菌的溶液中，当恰巧只有一个细胞粘附到悬臂上，单个细胞的重量就被测出了。　　据研究人员介绍，通过精调，该装置测量精度能够提高到仄克范围。因此只要给悬臂涂上相应的抗体，它就可以测量和鉴别ＤＮＡ分子、蛋白质以及其他生物分子。

——信息来源：中国化工仪器网

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