Detectada la masa de una molécula individual de ADN
(NC&T) Para todo ello, los autores de esta proeza científica, un grupo de investigadores de nanotecnología de la Universidad Cornell, han utilizado sistemas nanoelectromecánicos (NEMS) que podrían ser incluso más sensibles al aumentarse su miniaturización.
Esta tecnología podría combinarse con microfluidos para el análisis de muestras muy pequeñas de ADN, presentes en una sola célula. Actualmente el análisis genético -entre otras cosas, usado para detectar indicadores genéticos del cáncer- requiere pequeñas muestras de ADN que se duplican muchas veces en un proceso llamado amplificación PCR.
La masa del ADN, proteínas y otras moléculas orgánicas se expresa comúnmente en Daltons. Un Dalton equivale aproximadamente a la masa de un protón o neutrón.
Aunque las moléculas de ADN son medianamente grandes, todavía son más pequeñas que la mayoría de los virus, que constan de un núcleo de ADN rodeado por una capa proteica. Los investigadores de Cornell creen que su tecnología podría usarse para identificar moléculas orgánicas aún más pequeñas, como las proteínas, y tener aplicaciones muy extendidas en el diagnóstico médico y forense.
Harold Craighead, profesor en Cornell, explica que pudiendo identificar proteínas y otras moléculas orgánicas, sería viable construir detectores para una amplia variedad de causantes de enfermedades, incluyendo el HIV.
 | | Imagen de osciladores experimentales (Foto: Copyright © Cornell University) |
El dispositivo se basa en que la frecuencia a la cual un objeto sólido vibra, varía con su masa. Una campana grande suena en un tono inferior a una pequeña. Para aplicar esto a la escala nanométrica, los investigadores usaron las instalaciones especializadas en trabajo manométrico de Cornell para crear conjuntos de diminutos osciladores en voladizo, de 3 a 5 micrones de largo y 90 nanómetros de espesor, en chips de silicio. Al extremo de cada viga en voladizo colocaron un punto de oro de 40 nanómetros de diámetro. Un nanómetro equivale aproximadamente a la longitud de tres átomos de silicio en fila. Un micrón equivale a mil nanómetros.
La solución de una hebra de ADN consistente en 1.578 pares de bases, fue agitada sobre un conjunto de voladizos. Para propósitos experimentales, al ADN se le añadió una molécula llamada tiol, cuyos átomos de azufre tienden a ligarse al oro, con lo que una parte del ADN fue fijado.
Al excitarse por la energía de un láser, estas vigas voladizas oscilan en frecuencias de alrededor de 11 a 12 MHz. La frecuencia es medida proyectando otro rayo láser en el oscilador y registrando los patrones de interferencia en la viga causados por la luz reflejada. En los experimentos, el cambio en masa de 1 attogramo fue suficiente para desviar la frecuencia de vibración en 50 Hz o más, dependiendo del tamaño del oscilador.
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