Новые детекторы «услышат» движение молекул внутри клетки

Современные электронные, атомные силовые и туннельные микроскопы позволяют различать детали вплоть до отдельных атомов, однако требуют сложной подготовки образцов и очень редко позволяют наблюдать в динамике процессы, развивающиеся внутри живой клетки. Заглянуть в нее сможет уникальное оптоволокно диаметром в сотни раз меньше человеческого волоса, разработанное командой Дональда Сэрбули (Donald Sirbuly) из Калифорнийского университета в Сан-Диего. О новинке ученые рассказывают в статье, опубликованной журналом Nature Photonics.

Ученые сумели получить тончайшую нить из оксида олова, покрытую изолирующей полимерной оболочкой, которая усеяна золотыми наночастицами. Остается погрузить детектор в среду, заполненную живыми клетками, и отправить свет по этому нановолокну. Под действием даже очень слабых сил и колебаний наночастицы золота начнут глубже вдавливаться в упругий полимер, меняя интенсивность проходящего по оловянной нити света.

В лабораторных экспериментах устройство позволило ученым зарегистрировать и точно измерить очень слабые силы, возникающие, например, при биении жгутика бактериальной клетки. По оценке авторов, чувствительность инструмента позволяет измерять силы величиной менее 160 фН и колебания, создаваемые звуком громкостью менее ¬–30 дБ. При этом использование разных полимеров для покрытия оптоволокна позволяет создавать детекторы, оптимизированные для разных диапазонов. Более жесткое покрытие позволит регистрировать силы более высокого уровня, а использование мягкого гидрогеля – самые слабые.