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微小,振動的槳振盪器感覺病毒的質量

Published on November 5, 2004 at 6:20 AM · No Comments

仅通過使用儀表的設備 six-millionths 長,研究員在康奈爾大學能檢測只有六病毒出現 -- 并且他們相信設備是足够敏感的注意一。

這個研究能導致簡單的探測器能够區分在各種各樣的病原生物之間,包括病毒、細菌和含毒物有機化學製品。

這個實驗,相似的設備用於檢測唯一細菌的質量更加早期的工作的擴展名,在一份文件, 「病毒檢測報告使用 nanoelectromechanical 設備」,在應用物理學信函的 2004年 9月 27日,問題由康奈爾康奈爾 NanoScale 設備的研究員 Rob Ilic (CNF), Yanou 楊,康奈爾研究生生物醫學工程的和哈羅德 Craighead,應用和工程物理康奈爾教授。 這個工作在化工和生物工程邁克爾 Shuler,康奈爾 Boyce 湯普森學院的教授和微生物學家加利 Blissard 的幫助下完成了工廠研究對康奈爾校園。

在 CNF,研究員濃厚長期創建了一些從 6 的微小的硅槳到 10 個測微表 (儀表的 millionths),一半每測微表寬和大約 150 毫微米 (儀表的 billionths),用一測微表正方形填充在末端。 其像跳板的把柄掛接的認為一個微小的蒼蠅蒼蠅拍。 大一些槳在可以做振動以頻率大約 5 到 10 兆赫的壓電晶體被掛接 (mHz)。 實驗者然後變化水晶的振動頻率。 當它符合了槳的諧振頻率,槳開始振動,如評定通過集中激光於槳和注意在反射光上的變化,稱光學干涉測量法的進程。

某事振動的自然諧振頻率取決於,尤其,其質量。 一個厚實,大量吉他字符串,例如,比稀薄振動在更低的口氣,光一。 一唯一一個這些硅槳斟酌大約 1.2 picograms,并且振動以在的頻率

10 兆赫鄰里。 用於這個實驗的病毒斟酌大約 1.5 femtograms。 (A picogram 是 1/1,000,000,000,000th 一克,并且 femtogram 是 1/1000th picogram。) 添加一些個病毒微粒到槳結果是更改其諧振頻率的足够由大約 10 千赫 (kHz),容易地是可測的。

要捕捉病毒,研究員用抗體塗槳特定對 Autographa californica 核 polyhedrosis 病毒,一非病源的昆蟲棒狀病毒科用途廣泛在研究。 槳列陣在包含病毒的解決方法然後沐浴了,造成病毒微粒遵守抗體。 由於航空阻止振動和非常地減少 「Q」,或選擇性,這個系統,對待的槳在測試的真空安置了。 從大約 10 kHz 頻移研究員計算平均數大約六個病毒微粒遵守了每支槳。 研究員說也許是可能的,通過進一步稀釋病毒解決方法展示唯一微粒的檢測。 這個系統可能也區分在多種病毒濃度之間,他們說。

正如所料,最小的槳是最敏感的。 研究員計算六測微表槳的最小的可發現的質量是 .41 attograms (attogram 是 1/1000th femtogram。) 這開闢可能性這個方法可能用於檢測各自的有機分子,例如脫氧核糖核酸或蛋白質。

Craighead 研究小組的其他成員在康奈爾試驗 「nanofluidics」,創建在有機分子可以被運輸,分隔甚至計數的硅片的微觀通道。 Ilic 推測病原生物的一臺簡單的域探測器 -- 籌碼的非常被宣佈的 「實驗室」 -- 可能通過結合槳振盪器探測器編譯與在一個可疑的範例將沐浴槳的一個 nanofluidic 系統,然後自動地撤出這個房間對測試的真空。 用多種抗體塗的一些槳能准許同時測試對於各種各樣的病原生物。

http://www.cornell.edu