有的人永遠(yuǎn)都不知足。早先，康奈爾大學(xué)的納米科技研究者們制造了一種敏感度極高的設(shè)備，它能夠探測(cè)到單個(gè)細(xì)菌的質(zhì)量??大約是665毫微微克，然后他們又制造設(shè)備來測(cè)量單個(gè)病毒的質(zhì)量??大約1.5毫微微克?，F(xiàn)在，利用一種高度精密的技術(shù)，他們已經(jīng)測(cè)量出了單個(gè)DNA分子的質(zhì)量，大約是995，000道爾頓??比1微微微克稍重??并且甚至可以通過對(duì)質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算，得出附在單個(gè)受體上的DNA分子個(gè)數(shù)。 研究者稱，這種設(shè)備屬于納米級(jí)電子機(jī)械設(shè)備（NEMS），可以把懸臂制造的小來進(jìn)一步增強(qiáng)敏感度。 研究者們還說，這種技術(shù)可以與微應(yīng)用流體學(xué)結(jié)合來對(duì)體積極小的DNA樣本進(jìn)行基因分析，甚至分析一個(gè)細(xì)胞中的樣本。目前基因分析技術(shù)需要對(duì)更小的DNA樣本進(jìn)行研究，使其通過一種叫多聚合酶連鎖反應(yīng)擴(kuò)增（PCR amplification）的技術(shù)來多次進(jìn)行復(fù)制。DNA分析的用途之一就是可以探測(cè)癌癥易感基因的基因制造者。 DNA、蛋白、以及其他有機(jī)分子的質(zhì)量常常都是用道爾頓來標(biāo)示。1道爾頓，同樣是原子質(zhì)量的單位，大約等于單個(gè)質(zhì)子或中子的質(zhì)量。與其它質(zhì)量單位相比，1道爾頓是千分之一渺克，1渺克是千分之一微微微克，1微微微克又是千分之一毫微克，1毫微克又是千分之一皮克，而1毫微克是十億分之一克。 當(dāng)DNA的體積很大，大到像分子的時(shí)候，它們與大多數(shù)病毒相比仍然小得多，病毒主要是DNA核以及覆蓋在核上的一層蛋白組成?？的螤柎髮W(xué)的研究者們相信它們的研究能用于發(fā)現(xiàn)更小的有機(jī)分子包括蛋白，并且可以在醫(yī)療或法醫(yī)診斷中獲得更廣泛的應(yīng)用。 “化學(xué)中存在某些測(cè)量分子的限制。那些設(shè)備的質(zhì)量分辨率要比我們所使用的大許多倍，”康奈爾大學(xué)應(yīng)用和工程物理學(xué)教授哈羅德?克瑞海德說。他強(qiáng)調(diào)說，如果擁有識(shí)別蛋白質(zhì)和其他有機(jī)分子的能力就可能會(huì)研究出針對(duì)一系列疾病??包括艾滋病??的探測(cè)器。 克瑞海德與他人共同撰寫論文在康奈爾大學(xué)和特拉維夫大學(xué)發(fā)表了這項(xiàng)最新的研究成果。讀者們可以通過訪問納米快報(bào)（Nano Letters）的在線版本，而在下一期納米快報(bào)中也會(huì)刊登這篇論文。 質(zhì)量測(cè)量?jī)x器的基本原理是備測(cè)量體的振蕩頻率差異來判斷質(zhì)量，就像大一點(diǎn)的鐘想起來要比小一點(diǎn)的低沉。研究者們把這種原理應(yīng)用到納米級(jí)測(cè)量，他們利用康奈爾大學(xué)設(shè)計(jì)的納米級(jí)儀器來創(chuàng)造一系列細(xì)小的懸臂振蕩器（長(zhǎng)度約3到5微米，加上硅片厚度約90毫微米），想象一下，這就像把一大桶原子倒到一個(gè)跳水板上，它會(huì)立刻彈起來。在每個(gè)懸臂的末端，研究者們放置了一個(gè)微小的金點(diǎn)（直徑為40毫微米）。（1毫微米為十億分之一米，或者是三個(gè)硅原子排成一排的長(zhǎng)度。一微米是1000毫微米。） 然后利用一種含有1578個(gè)堿基對(duì)組成的DNA溶液來沖刷一組懸臂。為了實(shí)驗(yàn)，這些DNA都在之前利用一種叫的分子修改過，這種分子含有硫分子，很易于與黃金結(jié)合。結(jié)果，一些DNA就會(huì)粘附到黃金點(diǎn)上。 在硫醇的激發(fā)和激光的作用下，這些懸臂開始以11到12 Megahertz（MHz）的頻率開始震蕩。這時(shí)利用另一道激光來作用于振蕩器并且計(jì)算由反射光引起的干擾模式就可以測(cè)量出振蕩頻率。在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，1微微微米的質(zhì)量變化就足以將振蕩頻率提高到50Hz或更高，這要看振蕩器的尺寸。利用這種最小敏感度最高的設(shè)備，頻率會(huì)提高到194Hz。這是研究者們不僅可以測(cè)量DNA分子粘合物的質(zhì)量，而且還可以依據(jù)整體提高的頻率來計(jì)算附在受體上的分子數(shù)目。然后通過稀釋溶液，他們就能夠辨別出粘附在懸臂上的單個(gè)DNA分子。 克瑞海德表示，對(duì)于為分子數(shù)量計(jì)算或抗體測(cè)量進(jìn)行DNA分析所使用的設(shè)備來說，可以利用多組振蕩器，而每組都涂上可以粘附不同DNA代碼或抗體形態(tài)的材料，然后通過激光作用就會(huì)分辨出出那些受到影響的振蕩器。 在之前的研究中，克瑞海德所負(fù)責(zé)的研究組成員已經(jīng)能使用單束激光來作用于納米級(jí)機(jī)械振蕩器的振蕩，并且測(cè)量振蕩結(jié)果。實(shí)驗(yàn)中，他們發(fā)現(xiàn)將激光射到硅基附近的一個(gè)點(diǎn)上時(shí)，就可以是振蕩器開始振蕩，然后可以利用另一束更加明亮的聚焦激光來讀取振蕩結(jié)果。他們說，這使振蕩器能夠應(yīng)用在更加細(xì)微的測(cè)量中。