测量微小物体的质量需要微型天平。为此，来自加州理工学院和法国替代能源和原子能委员会下属研究所 Leti 的研究人员建造了一种新型质量识别设备，其尺寸以纳米和微米为单位。研究人员在 9 月份发表于《自然·纳米技术》杂志上的一项研究中报告称，该装置可以实时确定单个分子的质量——这是同类设备中的首创。（《大众科学》是自然出版集团的一部分。）
该天平的核心是一束只有几百纳米宽的硅束，它以两种频率同时振动。（一纳米是十亿分之一米。）光束两端的微小臂通过一种称为压阻效应的现象将谐振器的振动转换为电信号。单个分子落在光束上就足以使两种频率向下移动，从而以取决于粒子质量的方式改变器件臂的电阻。
作为演示，研究人员对直径为 5 纳米的金纳米粒子集合以及免疫球蛋白 M 抗体分子进行了质谱分析——通过质量识别混合物中各种粒子。正如研究合著者、加州理工学院物理学家迈克尔·鲁克斯指出的那样，以前的谐振器设备需要数百个相同的分子才能进行测量。“我们实际上无法逐个分子地知道它们的质量是多少，”他说。
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这种新型、更灵敏的版本应该能够让研究人员进行质谱分析，以识别混合样品中各种不同的粒子。能够识别单个蛋白质分子的质谱仪可能对蛋白质组学——梳理细胞或组织内不同蛋白质的功能和结构——具有宝贵的价值。“如果我们能够逐个进行，现在我们就可以开始研究任意复杂的不同物质混合物，”鲁克斯说。