Une balance pour le milliardième de milliardième de gramme

Elle pèse des nanoparticules en solution dans un liquide, et même des composants de cellules biologiques ou des petits virus. Cette balance attogramme a des applications possibles dans le diagnostic médical.

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Une balance pour le milliardième de milliardième de gramme

Peser une molécule, voire un atome, les scientifiques savent le faire : la particule à mesurer est placée sur une minuscule planche vibrante (comme un plongeoir de piscine...) dont la fréquence de vibration dépend de la masse de la particule. Mais ça ne marche que dans le vide !

Des chercheurs du MIT ont adapté la technique à des particules en solution : le liquide circule dans un micro canal creusé dans la poutre, tandis que cette dernière vibre toujours dans le vide, afin de garder la précision de la mesure à cette échelle infime.

En fait, le labo du MIT travaille depuis 2007 sur ces techniques, baptisées SMR (Suspended Micro Resonators), puis SNR (Suspended Nano Resonators). Ils ont amélioré peu à peu ses performances, et ils viennent de multiplier par 30 sa précision : désormais, c’est à l’attogramme près (10 -18 gramme, le milliardième de milliardième de gramme) que leur "balance" pèse les nanoparticules en solution. En termes de taille, la technique descend jusqu’à des particules de 10 nanomètres (contre 50 nm minimum pour les méthodes existantes).

Pour augmenter la résolution de leur balance jusqu’à l’attogramme, les chercheurs ont réduit la masse de la "planche", qui devient ainsi plus sensible au poids supplémentaire de la particule. Ils ont aussi augmenté l’amplitude des vibrations, afin de limiter l’effet des vibrations parasites (le "bruit" du signal mesuré).

Le nouvel instrument a été testé sur une solution de nanoparticules métalliques (des particules d’or de 10, 15 et 20 nm). Résultat : 29 000 nanoparticules pesées individuellement en 90 minutes !

Dans le domaine biologique, ce sont des exosomes qui ont été mesurés : des vésicules qui circulent entre les cellules, et jouent un rôle dans la communication intercellulaire. Mieux comprendre leur fonction permettrait d’effectuer des diagnostics sur des cellules malades.

Thierry Lucas

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