Ionska zamka kao balans virusa

Nova metoda omogućuje masovno određivanje pojedinih virusa

Virus DESY
čitati naglas

Uz pomoć vrlo nježnih tehnika ionizacije i minijaturisane ionske klopke marke Eigenbau, istraživači iz Tajvana sada su mogli vrlo precizno analizirati masu pojedinih, netaknutih virusa. Do sada je to bilo moguće samo s velikim razmacima grešaka.

Virusi su najjednostavniji oblik života koji postoji na našoj planeti. Sastoje se samo od genetskog materijala i ljuske. Nakon bakterija i arhebakterija drugi su najčešći tip organizma, pa čak i broj jedan u našim oceanima. Da bismo stekli bolje razumijevanje strukture i svojstava ovih genetski raznolikih grinja, bilo bi od velikog interesa biti u stanju odrediti njihovu masu i njihovu varijabilnost unutar populacije. Prethodna masovna određivanja virusa s pogreškom od oko ± 15 posto nisu bila dovoljno točna da osiguraju adekvatno rješavanje malih razlika u masi.

Tim oko Huan-Cheng Chang-a sada je razvio novi koncept za postizanje veće preciznosti. Za određivanje mase, čestice virusa prvo moraju biti prebačene u plinsku fazu, električno nabijene i ubrzane u električnom polju. Međutim, virusi se ne smiju uništiti. Istraživači su izabrali vrlo nježnu metodu koja se zove LIAD (akustična desorpcija izazvana laserom). Zvučni valovi nastali laserom oslobađaju virusne čestice iz uzorka.

Vibracije otkrivaju masu

Potom su zarobljeni u "ionskoj zamci". To je električno polje koje doslovno drži nabijene čestice zarobljene zbog posebne geometrije i naizmjeničnog napona. Sad je čestica virusa dostupna za određivanje mase: Lasersko svjetlo zrači u zamku iona.

Ako je čestica u zamci, tamo se raspršuje svjetlost. Kroz prozirne površine zamka iona može se otkriti ta raspršena svjetlost. Dio raspršene svjetlosti usmjeren je na CCD kameru koja bilježi putanju zarobljene čestice. Drugi dio dolazi do mjernog uređaja koji precizno analizira raspršeni svjetlosni signal. Raspršena svjetlost se mijenja s obzirom na upadnu svjetlost jer čestica virusa u izmjeničnom električnom polju ionske klopke ulazi u vibraciju. Te vibracije ovise o masi (i naboju) virusa. prikaz

Tim je uspio odrediti mase tri različita tipa virusa promjera između 80 i 300 nanometara - s odstupanjem reda od ± 1 posto zapanjujuće precizno. Virusne mase se u kombinaciji s drugim analitičkim metodama mogu upotrijebiti za izvlačenje zaključaka o tome od koliko građevnih blokova je virusna ovojnica napravljena ili koliko kopija genetskog materijala je u njoj.

Izgrađene su posebne ionske zamke

Visoko precizna mjerenja omogućena su posebnim dizajnom ionskog klopka: Umjesto klasične četverokutne zamke iona, Chang i njegov tim odabrali su cilindričnu ionsku zamku (CIT, "Cilindrical Ion trap"). U takvom su slučaju, iako je kretanje zarobljenih iona mnogo složenije i matematički neodredivo, oni imaju prednost od puno jednostavnije geometrije. Tim je konstruirao CIT manjih dimenzija od uobičajenog, optimizirao geometriju i zamijenio konvencionalne elektrode za zatvaranje cilindra prozirnim, električno provodljivim pločama. Samo uz pomoć ove posebne konstrukcije bilo je moguće primijeniti metodu preciznog raspršenog svjetla za masovno određivanje pojedinih virusa.

(Društvo njemačkih kemičara, 06.12.2006. - NPO)