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NANOTECNOLOGIE/ Un trampolino di silicio per pesare le biomolecole

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Schema del risonatore a microcanale sospeso (Credit: Selim Olcum e Nate Cermak, MIT)  Schema del risonatore a microcanale sospeso (Credit: Selim Olcum e Nate Cermak, MIT)
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Il miglioramento che ha portato al traguardo dell’attogrammo, descritto in un articolo apparso nelle scorse settimane su PNAS (Proceedings of National Academy of Sciences), è consistito nella riprogettazione del dispositivo. Per renderlo sensibile alle masse più piccole, i ricercatori hanno ridotto le dimensioni del “micro canale-trampolino” ottenendo un effetto che loro stessi esemplificano con un paragone efficace: quando un tuffatore rimbalza all’estremità di un trampolino, vibra con una grande ampiezza e bassa frequenza; quando poi si tuffa in acqua, la tavola vibra molto più rapidamente perché la sua massa complessiva è diminuita notevolmente. Misurare nanoparticelle con un grande microcanale, è come avere un enorme trampolino con sopra una piccola mosca: quando la mosca salta, non si nota alcuna differenza.

 

Ecco perché per misurare le masse molto piccole, è necessario un “trampolino” più piccolo. In una precedente versione del SMR è stato utilizzato un “trampolino” di 50 micron che era in grado di pesare particelle leggero 77 attogrammi a un ritmo di una particella o due al secondo. L’ultimo modello del dispositivo è lungo 22,5 micron e il microcanale che lo attraversa è largo un micron e profondo 400 nanometri: con questo la risoluzione raggiunge gli 0,85 attogrammmi e i ricercatori possono misurare circa 30.000 particelle in poco più di 90 minuti. Il grande vantaggio di questo tipo di nano bilance si manifesta soprattutto a livello delle applicazioni biomediche, dove le particelle da misurare sono prevalentemente immerse in ambiente liquido che rende inadatti altri sistemi prima utilizzati. Il lavoro dei biomeccanici del MIT assume quindi un ruolo rilevante nello sviluppo della microfluidica, una delle nuove e promettenti aree della ricerca medica.

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