Новые сверхчувствительные весы могут измерить изменение веса живой клетки в реальном времени - «Наука и технологии»

Сколько весит одна живая клетка и как меняется ее вес с течением времени? Ответы на эти и другие подобные вопросы можно получить при помощи новых сверхвысокочувствительных весов, разработанных исследователями из Швейцарского федерального технологического института (Swiss Federal Institute of Technology, ETH), университета Базеля и университетского Колледжа в Лондоне. Согласно имеющейся информации, новые весы являются первым в своем роде устройством, позволяющим произвести подобные измерения.

Новые весы работают под управлением человека-оператора, который, смотря в микроскоп, при помощи микроскопической "руки", которая выступает одновременно в роли "коромысла" весов, отбирает из образца одну клетку и приподнимет ее. Эта рука жестко закреплена с одного конца, а второй ее конец, на котором находится взвешиваемая клетка, способен свободно перемещаться в пространстве. Наконечник руки изготовлен из прозрачного кремния и покрыт слоем коллагена, который обеспечивает липкость поверхности наконечника.

Когда наконечник с живой клеткой поднимается на достаточную высоту, на неподвижный конец "руки" фокусируется свет синего лазера, под воздействием которого вся структура руки, включая и наконечник с клеткой, начинает совершать колебательные движения, вибрировать. Луч второго, инфракрасного лазера наведен на наконечник с клеткой, и этот луч служит для измерений амплитуды и частоты вибрационных колебаний. Сравнив амплитуды колебаний чистого наконечника и наконечника с живой клеткой, можно вычислить вес клетки с точностью до триллионной доли грамма.

Данные, получаемые со светочувствительных датчиков, передаются в компьютер, который в режиме реального времени строит кривую графика изменений веса клетки. При этом, время регистрации таких изменений веса может варьироваться от миллисекунд до нескольких суток в зависимости от природы изучаемого объекта. Используя такой инструмент, ученые могут проанализировать изменения веса клетки во время внутриклеточного цикла или процесса деления клеток, и даже узнать об изменениях веса клетки, которая подверглась заражению вирусом определенного вида.

Стоит отметить, что эта новая технологий уже позволила ученым сделать некоторые интересные открытия. "Мы установили, что вес живых клеток постоянно колеблется в пределах от одного до четырех процентов. Это является следствием групповой регуляции веса общей массы живых клеток" - рассказывает Дэвид Мартинес-Мартин (David Mart?nez-Mart?n), ученый, который является основным автором идеи и конструкции новых весов.

В настоящее время ученые работают над совершенствованием разработанной ими технологии сверхвысокоточного измерения веса. А выпуском лабораторных весов, основанных на данном принципе, будет заниматься швейцарская компания Nanosurf AG.