小さい、振動のかい発振器はウイルスの大容量を感じます

コーネル大学で装置長いメートルの six-millionths だけ研究者は使用することによってわずか検出半ダースずっとウイルスの存在をできます -- そして彼らはちょうど 1 つに気づくには装置が十分に敏感であることを信じます。

研究は、ウイルス、細菌および有毒な有機性化学薬品を含むいろいろ病原体の間で区別することができる簡単な探知器に導くことができます。

実験、単一の細菌の大容量を検出するのに同じような装置が使用された初期の作品の拡張はコルネル NanoScale 機能のコルネルの研究教授 Rob Ilic によって 2004 年 9 月 27 日、応用物理の文字の問題、 Yanou ヤン、生体医用工学のコルネルの大学院生、および教授ハロルド Craighead (CNF)、応用および工学物理学のコルネルの nanoelectromechanical 装置を使用してペーパー、 「ウイルス検出で」、の報告されます。 作業は化学および生物的工学のミハエル Shuler、コルネル教授、およびギャリー Blissard コルネルのキャンパスのプラント研究のための Boyce トムソンの協会の細菌学者の援助で行われました。

CNF で、研究者は 6 からの 10 マイクロメートル (メートルの millionths)、マイクロメートル半分端に、および 1 マイクロメートルの正方形のパッドによって約 150 ナノメーター (メートルの billionths) に小さいケイ素のかいのアレイを、幅厚く長く作成しました。 飛込台のようなハンドルによって取付けられる小さいはえ swatter について考えて下さい。 かいの大きいアレイは 5 つから 10 のメガヘルツ (mHz) の順序の頻度で振動するために作ることができる圧電気水晶に取付けられました。 実験者はそれから水晶の振動の頻度を変えました。 それがかいの共振周波数に一致させたときに、かいは光学インターフェロメトリーと呼出されたプロセスレーザーをかいに焦点を合わせることおよび反射光の変更に注意することによって測定されるように、振動し始めました。

何かが振動する自然な共振周波数は、数ある中で、大容量左右されます。 厚く、重いギターストリングは、例えば、薄いより低い調子で、ライト 1 振動します。 これらのの単一の 1 つはケイ素のかい約 1.2 の picograms の重量を量り、の頻度で振動します

10 のメガヘルツの近隣。 実験で使用されるウイルスは約 1.5 の femtograms の重量を量ります。 (A の picogram はグラムの 1/1,000,000,000,000th であり、 femtogram は picogram の 1/1000th です。) ちょうど少数のウイルスの粒子をかいに追加して容易に観察可能である約 10 キロヘルツ (kHz) 共振周波数を変更する十分であることをなります。

ウイルスを引っ掛けるためには、研究者は Autographa の californica の核 polyhedrosis のウイルスに特定の抗体とかい研究で広く利用された nonpathogenic 昆虫の baculovirus に塗りました。 かいアレイは抗体に付着しますウイルスの粒子はウイルスにより含んでいる解決でそれから浸りました。 空気が振動を非常に弱め、 「Q 減らすので」、または選択率を、システムの、扱われたかいはテストのための真空に置かれました。 約 10 の kHz の頻度シフトから研究者は約 6 つのウイルスの粒子の平均が各かいに付着したことを計算しました。 更にウイルスの解決を薄くすることによって単一の粒子の検出を示すことは研究者は言います、可能であるかもしれません。 システムはまたさまざまなウイルスの集中の間で区別できますと彼らは言います。

期待どおりに、最も小さいかいは最も敏感でした。 研究者は 6 マイクロメートルのかいのための最小の探索可能な大容量が .41 の attograms であることを計算しました (attogram は femtogram の 1/1000th です。) これは個々の有機性分子を検出するのに方法が使用できるという DNA または蛋白質のような可能性を開きます。

コルネルの Craighead の研究グループの他のメンバーは 「nanofluidics で実験しま」、有機性分子が運ばれ、分かれてまた更に数えることができるシリコンチップの顕微鏡チャネルを作成します。 Ilic はことを病原体のための簡単なフィールド探知器推測します -- 十分に予告された 「チップの実験室」 -- 疑わしいサンプルでかいを浸す nanofluidic システムとかい発振器の探知器を結合することによって構築できます、そしてテストのための真空に自動的に区域を避難させます。 さまざまな抗体が塗られたかいのアレイはいろいろ病原体のために同時にテストすることを割り当てることができます。

http://www.cornell.edu