(Phys.org) -- L'or n'est pas nécessairement précieux, du moins pas en tant que revêtement sur les sondes de microscope à force atomique (AFM).

Les chercheurs de JILA ont découvert que le retrait du revêtement d'or d'une sonde AFM - jusqu'à présent considéré comme utile - améliorait considérablement les mesures de force effectuées dans un liquide, le milieu privilégié pour les études biophysiques telles que l'étirement de l'ADN ou le dépliement des protéines. Comme décrit dans Nano Letters, * retirer l'or de la sonde en forme de plongeoir, ou en porte-à-faux, avec un bref bain chimique a amélioré la précision et la stabilité des mesures de force d'environ 10 fois. Cette avancée devrait profiter rapidement et largement aux domaines de la biophysique et des nanosciences.

JILA est un institut conjoint du National Institute of Standards and Technology (NIST) et de l'Université du Colorado Boulder.

"Ce que je trouve intéressant dans cette expérience, c'est qu'elle est incroyablement simple. Il faut une minute pour retirer l'or d'un cantilever commercial et vous obtenez une amélioration de 10 fois la précision de la force, " déclare Thomas Perkins, physicien du NIST/JILA.

Pour mesurer les forces à l'échelle moléculaire, le porte-à-faux d'un AFM s'attache à une molécule avec son extrémité pointue et tire ; la déviation résultante du porte-à-faux est mesurée. Les forces sont du domaine des piconewtons (pN), ou des billions de newton. Une unité de force, un newton équivaut à peu près au poids d'une petite pomme.

Les cantilevers sont généralement faits de silicium ou de nitrure de silicium et recouverts d'or des deux côtés pour refléter la lumière. Perkins a découvert que la couche d'or était un problème pendant que son groupe de recherche sondait le pliage et le dépliement des molécules de protéines sur des périodes allant de quelques secondes à quelques minutes. Le groupe a précédemment amélioré la stabilité de position de l'AFM** et détient un brevet connexe, *** mais a ensuite découvert que la force dérivait. "C'est contre-intuitif, " dit Perkins. " Tout le monde a supposé que vous aviez besoin d'or pour la réflectivité améliorée, alors qu'en fait, l'or est clairement la principale source de dérive de force sur des échelles de temps courtes et longues."

"L'or présente une sorte de propriété élastique complexe dans les mesures de haute précision, " explique Perkins. " Quand vous pliez l'or, ça glisse un peu, comme du mastic idiot. Plus loin, la tradition dans le domaine est que l'or peut se fissurer, il peut vieillir, et les molécules peuvent s'y lier, ce qui peut modifier ses propriétés mécaniques. Ce problème est encore pire lorsque vous faites des expériences biologiques dans un liquide."

Les mesures de force AFM dans un liquide ont généralement une précision (plage d'erreur) de plus ou moins 5 à 10 pN. En dépouillant l'or, les chercheurs de JILA ont réduit l'erreur de 10 fois, à environ 0,5 pN pour les mesures sur des échelles de temps courtes et longues. Les chercheurs peuvent désormais mesurer avec précision les processus rapides, telles que les protéines se repliant et se dépliant 50 fois par seconde, sur de longues périodes de plusieurs minutes. Significativement, les résultats ont été obtenus avec des microscopes et des cantilevers disponibles dans le commerce, ainsi, les avantages pratiques peuvent être appliqués rapidement pour toutes les mesures de force et l'imagerie AFM. L'AFM peut désormais rivaliser avec les pièges optiques et les pincettes magnétiques en termes de sensibilité.