La technologie de focalisation de flux (également connue sous le nom de GDVN, Buse virtuelle dynamique au gaz), a été l'un des éléments clés de la réussite des premières expérimentations menées par le projet européen XFEL, la plus grande source de rayons X dans le monde aujourd'hui. Il a été créé et développé par Alfonso Gañán Calvo de l'École technique supérieure d'ingénierie de l'Université de Séville. Cette technologie a été utilisée pour l'étude d'échantillons biologiques microscopiques.

Parmi les avancées fondamentales du projet européen XFEL figure l'augmentation de la quantité de données pouvant être obtenues par seconde lors de l'analyse d'un échantillon. Cette réalisation est possible grâce à l'utilisation d'une fréquence d'impulsions de plus d'un mégahertz. Un taux de renouvellement élevé est nécessaire, c'est-à-dire chaque impulsion doit avoir des échantillons propres non affectés par l'impulsion précédente. Par conséquent, ils nécessitent une vitesse suffisante.

« Il s'agit de photographier ou de « chasser » les molécules à l'aide d'un flash ultra-rapide et ultra-puissant avant que les échantillons ne se désagrègent sous l'intensité des rayonnements ionisants qu'ils reçoivent, " explique Gañan.

Les échantillons biologiques (normalement des microcristaux de protéines) doivent être dans un environnement aqueux. L'enjeu a été de les présenter correctement pour qu'elles soient interceptées par des impulsions de rayons X d'à peine quelques microns de diamètre et d'une durée inférieure à 10 femtosecondes (un centième de mille milliardième de seconde), et de générer le diagramme de diffraction le plus clair et le plus cohérent possible.

À cette fin, La technologie GDVN a été capable de générer des jets de liquide de moins de 2,5 microns de diamètre avec des vitesses atteignant 100 mètres par seconde (260 km par heure), suffisamment pour transmettre les microcristaux de protéines et les renouveler continuellement au point d'impact. Ceci a été réalisé grâce à l'utilisation d'hélium comme gaz de focalisation pour le micro-jet, car l'hélium a des propriétés physiques permettant des vitesses d'expansion trois fois supérieures à celles de l'air. En outre, une nano-impression 3D très précise a produit le dispositif qui émet le jet.

La combinaison de la technologie XFEL (trains d'impulsions de rayons X ultra-courts et ultra-puissants) avec le véhicule de focalisation de flux (GDVN) a donné naissance à ce que l'on appelle aujourd'hui la cristallographie femtoseconde série (SFX), une révolution en biologie moléculaire.

La technologie GDVN a été adoptée comme la plus efficace, méthode robuste et reproductible pour l'introduction d'échantillons pour SFX et SFX résolus en temps au XFEL européen (Hambourg, Allemagne), SACLA (Japon), LCLS (Stanford, ETATS-UNIS), SwissFEL (Zurich, La Suisse), et les XFEL chinois et coréens nouvellement construits, entre autres.