單個納米粒子精度質量已提高到阿克

美國麻省理工學院的研究人員日前開發出一種技術，能夠對單個納米粒子的質量進行高精度測量，分辨率比上一代設備提高了30倍，精度可達0.85阿克（即attograms，1阿克等于10-18克）。該技術可對包括合成納米粒子、DNA、蛋白質等物質進行稱重，為相關實驗提供了一種新的研究工具，同時也有望幫助科學家開發出更輕便、精確的醫療診斷設備。

整套系統以麻省理工學院生物和機械工程學院教授斯科特·瑪娜麗絲的技術為基礎研制而成。瑪娜麗絲曾在2007年開發出了一種名為懸浮微通道諧振器（SMR）的裝置，該設備能夠測得單個活細胞的精確質量。在新研究中，為獲得更高的精度，研究人員對這一裝置進行了改造。塞利姆·勞康將裝置的懸臂形容為“跳板”，待測粒子則被看做是“跳水者”。當跳水者（被測物）達到跳板（懸臂）的頂端時，諧振器開始運作，產生低頻率、大振幅的震動。待跳水者跳入水中后，跳板震動的頻率會比剛才快得多，因為跳水者離開后，跳板的總質量已經大幅下降。要測量更小的跳水者，就需要更迷你的跳板。

為了實現上述目標，研究人員縮小了整個設備的尺寸，新版“體重秤”的懸臂長22.5微米，粒子運行通道寬1微米、深400納米。為了達到更高的靈敏度，研究人員還將懸臂的震動源從靜電改成了壓電，從而產生了更大的振幅。經過小型化改造后，整個系統的精度最終被提高到了0.85阿克，遠遠超過了上代設備。有了這個系統，研究人員能夠在大約90分鐘的時間內對3000個粒子進行稱重。

勞康說，新設備現在已經能對病毒、細胞外囊泡以及絕大多數用于制藥的納米粒子進行稱重，還可以被用來評估納米粒子產量，確定精確的納米結構，跟蹤腫瘤細胞的物理變化，為相關實驗提供了一種新型研究工具。