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懸浮微通道諧振�
閱讀�3086�(shí)間:2018-06-07 10:27:26

懸浮微通道諧振器(SMR)是麻省理工�(xué)院生物和�(jī)械工程學(xué)院教授斯科特·瑪娜麗絲�2007年開�(fā)出的一種裝�。該�(shè)備能夠測得單�(gè)活細(xì)胞的精確�(zhì)�。研究人員使用它跟蹤�(xì)胞的生長,測量細(xì)胞的密度、硬度等物理性能�

概述

  �(jù)物理�(xué)家組織網(wǎng)2014�2月報(bào)�,美國麻省理工學(xué)院的研究人員開發(fā)出一種技�(shù),能�?qū)蝹�(gè)納米粒子的質(zhì)量�(jìn)行高精度測量,分辨率比上一代設(shè)備提高了30�,精度可�(dá)0.85阿克(即attograms�1阿克等于10的負(fù)十八次方克)。該技�(shù)可對(duì)包括合成納米粒子、DNA、蛋白質(zhì)等物�(zhì)�(jìn)行稱�,為相關(guān)�(shí)�(yàn)提供了一種新的研究工具,同時(shí)也有望幫助科�(xué)家開�(fā)出更輕便、精確的�(yī)療診斷設(shè)��
  整套系統(tǒng)以麻省理工學(xué)院生物和�(jī)械工程學(xué)院教授斯科特·瑪娜麗絲的技�(shù)為基�(chǔ)研制而成?,斈塞惤z曾在2007年開�(fā)出了一種名為懸浮微通道諧振器(SMR)的裝置,該�(shè)備能夠測得單�(gè)活細(xì)胞的精確�(zhì)��

原理

  懸浮微通道諧振器由一�(gè)微型流體通道�(gòu)成的硅制懸臂,和蝕刻在其中的真空振動(dòng)腔組�。當(dāng)�(xì)胞從流體通道�(nèi)�(jīng)�,其�(zhì)量會(huì)改變懸臂的振�(dòng)頻率。而通過�(duì)懸臂振動(dòng)頻率變化的計(jì)算就可獲得細(xì)胞確切質(zhì)��
  為獲得更高的精度,研究人員對(duì)這一裝置�(jìn)行了改�?,斈塞惤z�(shí)�(yàn)室的博士后塞利姆·勞康將裝置的懸臂形容為“跳板�,待測粒子則被看作是“跳水者�。當(dāng)跳水者(被測物)�(dá)到跳板(懸臂)的頂端�(shí),諧振器開始�(yùn)�,產(chǎn)生低頻率、大振幅的震�(dòng)。待跳水者跳入水中后,跳板震�(dòng)的頻率會(huì)比剛才快的多,因?yàn)樘唠x開后,跳板的總質(zhì)量已�(jīng)大幅下降。要測量更小的跳水者,就需要更迷你的跳�。因?yàn)椋绻褂靡粋€(gè)大懸臂來測量一�(gè)微小的納米粒�,就如同在泳池里的三米板上放一�(gè)蒼蠅。蒼蠅在與不在的變化,幾乎難以察覺�

�(yīng)�

  新設(shè)備現(xiàn)在已�(jīng)能對(duì)病毒、細(xì)胞外囊泡以及絕大多數(shù)的用于制藥的納米粒子�(jìn)行稱�。此�,該裝置還可以被用來�(píng)估納米粒子產(chǎn)�,確定精確的納米�(jié)�(gòu),跟蹤腫瘤細(xì)胞的物理變化,為相關(guān)�(shí)�(yàn)提供了一種新型研究工��

�(shè)備改�

  為了�(shí)�(xiàn)上述目標(biāo),研究人員縮小了整�(gè)�(shè)備的尺寸,新版“體重秤”的懸臂�22.5微米,粒子運(yùn)行通道�1微米、深400納米。為了達(dá)到更高的靈敏度,研究人員還將懸臂的震�(dòng)源從靜電改成了壓�,從而產(chǎn)生了更大的振�。經(jīng)過小型化改造后,整�(gè)系統(tǒng)的精度最終被提高到了0.85阿克,遠(yuǎn)�(yuǎn)超過了上代設(shè)�。有了這�(gè)系統(tǒng),研究人員能夠在大約90分鐘的時(shí)間內(nèi)�(duì)3000�(gè)粒子�(jìn)行稱重�

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