AMSTERDAM - Amerikaanse natuurkundigen bouwden het eerste mechanische apparaat dat de massa van één enkele molecuul kan wegen.

De wetenschappers van het California Institute of Technogoly publiceerden hun onderzoek deze week in het tijdschrift Nature Nanotechnology.

Volgens de onderzoekers zal deze nieuwe technologie het uiteindelijk mogelijk maken dat ziektes makkelijker te diagnosticeren zijn, virussen beter te bestuderen zijn en de moleculaire machinerie van de cel te onderzoeken is.

Het apparaat, wat slechts enkele miljoensten van een millimeter groot is, bestaat uit een vibrerende, brugachtige structuur.

Als een deeltje of een molecuul op het bruggetje landt, verandert dat de frequentie waardoor te meten is hoeveel een deeltje weegt.

Ontwikkeling

De ontwikkeling van het instrument nam twaalf jaar in beslag. Een eerdere versie uit 2009 kon al wel de massa van een individueel deeltje meten, maar daarbij maakte het uit waar het deeltje op de weegschaal landde, waardoor ten minste 500 identieke deeltjes gewogen moesten worden om de massa te bepalen.

Door de slimme brugstructuur die verschillende kanten op kan bewegen, is nu in een keer te bepalen hoeveel een molecuul weegt.

De traditionele wijze om de massa van moleculen te bepalen is met massaspectrometrie, waarbij miljoenen moleculen een elektrische lading krijgen en dan op elektromagnetisch veld inwerken.

Meetfouten

Het probleem met deze methode is dat het lastig is grotere moleculen, zoals eiwitten en virussen, volledig van lading te voorzien, waardoor makkelijk meetfouten ontstaan.

De brug is te maken met standaard-fabricagemethoden voor halfgeleiders, zoals computerchips.

Dat laatste is fijn, want als onderzoekers hiermee aan de slag willen, zijn er grote hoeveelheden van dit soort parallel geschakelde weegbruggen nodig voor onderzoek.