متن خبر

تاریخ خبر : ۱۳۹۷/۱۰/۰۵

تعداد بازدید : ۱۱۸

تعداد رای : ۱

استفاده از حسگرهای نانومکانیکی برای گسترشِ محدوده‌ی کاربردِ طیف‌سنجیِ جرمی

یک تیمِ فرانسوی با استفاده از سنسورهای نانومکانیکی؛ موفق به ساختِ طیف‌سنجِ جرمی‌ای شده است که می‌تواند جرم ذراتی را بسنجد که تا پیش از این در محدوده‌ی توانایی طیف‌سنجِ جرمی قرار نداشته است.

فناوری توزین فعلی می‌تواند از چند تُن تا وزن اتم هیدروژن که تقریبا یک واحد جرم اتمی است (دالتون) را اندازه‌گیری کند. البته در این میان، شکافی نیز وجود دارد که در آن محدوده هنوز امکان اندازه‌گیری وجود ندارد. در حال حاضر ابزار تجاری برای اندازه‌گیری اجسام نانومقیاس با محدوده‌ی وزن چند مگادالتون تا گیگادالتون وجود ندارد. این محدوده برای محققان بسیار مهم است؛ چرا که بسیاری از ویروس‌ها، نانوذرات، نانوداروها و زیست‌نشانگرهای بیماری در این محدوده قرار دارند.

 

تعیین جرم؛ نقشی اساسی در پژوهش‌های نانومقیاس دارد و تاکنون جوایز نوبل مختلفی به تحقیقات در این حوزه اعطاء شده‌است، اما محدوده‌ی میان مگادالتون تا گیگادالتون هنوز منطقه‌ای دست نیافتنی برای محققان است. این ناتوانی عمدتا به این دلیل است که برای استفاده از این طیف‌سنج‌ها نیاز به یونیزه کردنِ مواد مورد مطالعه است و یونیزاسیون به خصوص در مورد ذرات سنگین بسیار مشکل است. سیستمِ طیف‌سنجِ جرمیِ نانومکانیکی که توسط این پژوهشگران اختراع شده است؛ در واقع اولین سیستمی است که با دقت در محدوده‌ی مگادالتون تا گیگادالتون کار می‌کند و نیازی به یونیزاسیون ندارد. محققان از نوسانگر نانومکانیکی برای توزین در این محدوده استفاده کردند. این نوسانگر همانند سیم‌ گیتار عمل می‌کند که فرکانس مشخصی دارد. زمانی که یک ذره روی این نوسانگر قرار گیرد، ارتعاش آن تغییر کرده و می‌توان از روی تغییر فرکانس ارتعاش، وزن ذره را محاسبه کرد. این گروه تحقیقاتی به جای یونیزاسیون در طیف‌سنجی جرمی رایج، از یک دستگاه موج آکوستیک سطح برای پاشیدن نانوذرات موجود در یک محلول به بخار حاوی قطرات کوچک استفاده کردند. این بخارات وارد محفظه خلاء می‌شوند. در قدم بعد این ذرات با استفاده از جریان گاز به سوی شناساگر نانومکانیکی هدایت می‌شوند که در آنجا باریکه‌ای از نور قرار دارد. این گروه از آرایه‌ای متشکل از 20 نوسانگر نانومکانیکی برای شناسایی جرم ذره استفاده می‌کنند. به عنوان مثال باکتری‌خوارِ T5 (باکتری‌فاژ) برای اولین‌بار توسط این طیف سنج وزن شد. باکتری‌خوارها ویروس‌هایی هستند که به باکتری‌ها آسیب می‌زنند. حوزه‌ی مطالعاتی باکتری‌خوارها با توجه به مقاومت دارویی باکتری‌ها به آنتی‌بیوتیک‌ها بعد از مدت‌ها دوباره در حالِ جان گرفتن است. امید است که در آینده بتوان از باکتری‌خوارها با توجه به تواناییِ بالای آنها در مبارزه با باکتری‌ها برای درمان بیماری‌های زیادی استفاده کرد.

 

محققان، این روش را «طیف‌سنجی جرمی خنثی» نام گذاشته‌اند؛ چرا که برای آنالیز ذرات، نیاز به یونیزه کردن نیست و می‌توان ذرات را به‌صورت خنثی مشخصه‌یابی کرد. این سیستم می‌تواند موقعیت‌های جدیدی در حوزه‌ی بیوموادِ مرتبط با فناوری‌نانو بگشاید چرا که تاکنون ابزاری صنعتی برای اندازه‌گیریِ جرم ذرات در این محدوده وجود نداشته است.

 

نتایج پژوهش این تیم فرانسوی، در مجله ساینس به چاپ رسیده است. برای مشاهده این پژوهش، لینک مقاله را کلیک کنید.

نظرات

پاسخ به نظــر بازگشت به حالت عادی ثبت نظر

نـــام
ایمیل
نظر شما
کارکترهایی که در تصویر می بینید را وارد نمایید. (حساس به حروف کوچک و بزرگ)