Minik bir kuyumcu tartısı gibi, minik titreşen tartı tek bir molekülü tartabiliyor. Yeni cihaz kütle spektrometresinde yenilik yaratacağa benziyor. Ayrıca bu teknikle pek çok değişik teknik ve teknoloji de gelişme sağlanacak.
Kütle spektroskopisinde nasıl kullanılacağını zamanın göstereceği belirtilirken, büyük bir gelişme olduğunun da altı çiziliyor.
Geleneksel kütle spektroskopisinde elektrik yüklenmiş moleküllerin izlediği yol, manyetik alan kullanarak bükülüyor. Bu bükülme açısı ise molekülün kütlesini veriyor. Fakat bu teknik, jumbo moleküller için uygun değil,çünkü bu moleküller protonlara göre milyonlarca kat daha ağır. Bu ağır moleküller çok yavaş olduğundan, normal parçacık detektörleri bunları tetikleyemiyor, bu nedenle ağır moleküller manyetik alanın öbür tarafında kalıyor.
Bu nedenle bilimadamları farklı alternatifler arıyordu. Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü’ nden (Caltech) Michael Roukes ve doktora sonrası araştırmacısı Dr.Mehmet Selim Hanay silikon gibi materyallerden yapılan çok küçük kirişlerin titreşimleri üzerine deneyler yapıyordu. Bu kirişler boşluğu kapatarak, aynı bir vadideki köprü misali, saniyede milyonlarca titreşim yapabiliyor.
Prensip olarak cihaz bir molekülün kütlesini ölçebiliyor : Molekül kirişe tutturulduğunda ( bu işleme fizisorpsiyon yani fiziksel adsorbsiyon) , kütle kirişi daha düşük frekansta titreştiriyor. Böylece sadece frekanstaki değişim ölçülerek, molekülün kütlesi ölçülebiliyor.
Fakat ortada halen bir muamma var. Çünkü frekans değişimi molekülün yerleştiği yere bağlı olduğundan, hafif moleküller kirişin ortasına kadar gelerek sanki ağır moleküller gibi davranabiliyor.
Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü’ nden Roukes, Dr. Mehmet Selim Hanay, meslektaşları ve Fransız Atomik Enerji Komisyonu’ ndan fizikçiler bu belirsizliği çözmek için bir yol buldular. Oluşan köprüyü farklı iki frekansta sallamanın çözüm yolu olduğunu tespit etti. Araştırma raporu Nature Nanoteknoloji dergisinde yayınladı.
Sanki bir gitar teli gibi bu köprüde hareketle beraber belli frekanslarda titreşiyor. En düşük frekansta bütün ışın bir uçtan uca fiyonk haline geliyor. Yüksek frekansta ise, köprünün ortası sabit kalırken, iki yarısı farklı yönlerde çekiliyor. Bu ışıma bu modlarda bir kez titreşebiliyor. Molekül köprüye takıldığında, frekans düşererek iki mod arasında fark yaratıyor. Bu iki frekans değişiminden yararlanarak, molekülün konumu ve kütlesi belirlenebiliyor.
Bunu kanıtlamak içinse, altın nano parçacıkların kütleleri ölçülerek , titretilen silikon kirişe tutturuldu. İkinci kanıtta ise, insan antikoru immuno globin M kütlesi , 10 mikrometreye 300 nm genişliğinde benzer bir köprüde ölçüldü. Moleküller genelde çok üniteli gruplar halinde kümeleniyor, araştırmacılar da her kompleksteki ünitelerin sayısını ölçtüler.
Kaynak: http://news.sciencemag.org/sciencenow/2012/08/tiny-mechanical-scale-weighs-mol.html
