MIT’den(Massachusetts Instrument of Technology- Massachusetts Teknoloji Enstitüsü) mühendisler parçacıkların attogram ölçütünde ağırlığını ölçmek için yeni bir yöntem geliştirdiler. Attogram bir gramın trilyonda birinin, milyonda birlik kısmına denk geliyor. 1 g= 1018 attograma denk geliyor. Böylece virüsler,hücre organelleri, sentetik nano parçacıklar vb. ufacık nesneleri tartmak imkanı doğuyor.
Sistem MIT Prof. Scott Manalis’in önceden geliştirdiği tekniğe dayanıyor. Bu teknikle normalde hücreler gibi büyük parçacıklar tartılabiliyordu. Suspended(asılı) Mikrokanal Resonatörü (SMR) adı verilen sistemler parçacıklar dar bir kanala itilerek kütlesi ölçülüyor. İşte bu sistemin defalarca küçültülmesiyle 0,85 attogram çözünürlüğe sahip oldu. Böylece önceki cihaz oranla 30 kat geliştirdi.
” Artık küçük virüsler, hücre dışı keseler ve nanotıpta kullanılan nanoparçacıklar tartılabilecek,” diyor Manalis’in Laboratuvarı’ndan Dr. Selim Ölçüm. Selim Ölçüm araştırmanın baş yazarlarından. Yüksek Lisans öğrencisi Nathan Cermak ve Prof. dr. Scott R. Manalis de araştırmanın kıdemli yazarlarından. Ayrıca Prof. Manalis MIT Koch Enstitüsü Entegratif Kanser Araştırmalarının üyesi.
Prof. Manalis’in 2007′ de geliştirdiği sistem yaşayan hücreleri ve femtogram ağırlığındaki parçacıkları tartabiliyordu. Femtogramsa attogramın 1000 katına eşit. Bu sayede hücre bölünmesi, hücre yoğunluğu ve bükülmezlik gibi öğeler ölçülebiliyordu.
Orijinal kütle sensörünün içinde aşındırılmış sıvı dolu mikro kanalın içinde vakum boşluğundaki manivelayı titreştiriyor. Hücreler veya parçacıklar kanala doğru ilerlediğinde, kütleleri manivelanın titreşim frekansını değiştiriyor. İşte frekanstaki değişimden parçacığın kütlesi hesaplanabiliyor.
İşte cihazın daha küçük kütleleri ölçmesi için manivelanın boyutu küçültüldüğünde cihaz daha duyarlı hale getirilebilir. Selim Ölçüm’ e göre bu manivela aynı bir tramplen gibi davranıyor. “Yüzücü tramplenin ucuna gelip zıpladığında çok büyük bir genlik;(amplitude) ve düşük bir frekans yaratır. Yüzücü suya saldığında tramplen boş kalır ve kütledeki ani boşalmadan dolayı daha hızlı titreşir. Eğer daha küçük kütleler ölçmek istiyorsak, daha küçük tramplene ihtiyacımız var. Eğer nanoparçacıkların kütlesini ölçmek istiyorsak daha küçük manivela kullanmamız gerekir. Eğer büyük bir manivela kullanırsanız çok fazla değişim olmaz, “ diyor Selim Ölçüm.
Önceki manivela 50 mikron büyüklüğündeydi. Ancak 77 attograma kadar tartabiliyordu. Fakat yeni geliştirilen manivela 22.5 mikron boyunda olduğundan sistemin duyarlılığı artıyor. Ayrıca manivelanın titreşim kaynağı elektrostatikten, piezo elektriğe çevrildi. Yeni geliştirilen kanal ise 1 mikron genişliğinde ve 400 nm derinliğinde.
Bu sistem sayesinde 90 dakikada 30,000 parçacığın kütlesi ölçülebiliyor.
Bu sayede bilim adamları DNA kaplı altın nano parçacıkları ölçebiliyor. Ayrıca exosomları ölçerek glioblastomaları yani beyin kanserleri yeni geliştirilen yöntemlerle tespit edebiliyor. SMR sistemi artık SNR yani Suspended Nanokanal Resonatörü olarak adlandırılıyor.
Selim Ölçüm‘ü başarılı çalışmasından dolayı tebrik ederiz.
Kaynak : http://www.sciencedaily.com/releases/2014/01/140113154227.htm
Araştırma Referansı :
- Selim Olcum, Nathan Cermak, Steven C. Wasserman, Kathleen S. Christine, Hiroshi Atsumi, Kris R. Payer, Wenjiang Shen, Jungchul Lee, Angela M. Belcher, Sangeeta N. Bhatia, and Scott R. Manalis. Weighing nanoparticles in solution at the attogram scale. PNAS, January 13, 2014 DOI: 10.1073/pnas.1318602111
