(Phys.org) -- En mélangeant les technologies de microscope optique et à force atomique, Les chercheurs de l'Iowa State University et du Ames Laboratory ont trouvé un moyen de réaliser des mesures 3D de molécules biologiques uniques avec une exactitude et une précision sans précédent.

Les technologies existantes permettent aux chercheurs de mesurer des molécules uniques sur les axes x et y d'un plan 2D. La nouvelle technologie permet aux chercheurs d'effectuer des mesures de hauteur (l'axe z) jusqu'au nanomètre - juste un milliardième de mètre - sans optique personnalisée ni surfaces spéciales pour les échantillons.

"Il s'agit d'un tout nouveau type de mesure qui peut être utilisé pour déterminer la position z des molécules, " a déclaré Sanjeevi Sivasankar, professeur adjoint de physique et d'astronomie dans l'État de l'Iowa et associé du laboratoire Ames du département américain de l'Énergie.

Les détails de la technologie ont été récemment publiés par la revue Lettres nano . Les co-auteurs de l'étude sont Sivasankar; Hui Li, un associé de recherche post-doctoral de l'État de l'Iowa en physique et en astronomie et un associé du laboratoire Ames ; et Chi-Fu Yen, un doctorant de l'État de l'Iowa en génie électrique et informatique et un étudiant associé du laboratoire Ames.

Le programme de recherche de Sivasankar a deux objectifs :apprendre comment les cellules biologiques adhèrent les unes aux autres et développer de nouveaux outils pour étudier ces cellules.

C'est pourquoi la nouvelle technologie de microscope - appelée nanométrie axiale à ondes stationnaires (SWAN) - a été développée dans le laboratoire de Sivasankar.

Voici comment fonctionne la technologie :les chercheurs attachent un microscope à force atomique commercial à un microscope à fluorescence à molécule unique. La pointe du microscope à force atomique est positionnée sur un faisceau laser focalisé, créer un motif d'ondes stationnaires. Une molécule qui a été traitée pour émettre de la lumière est placée dans l'onde stationnaire. Lorsque la pointe du microscope à force atomique se déplace de haut en bas, la fluorescence émise par la molécule fluctue d'une manière qui correspond à sa distance à la surface. Cette distance peut être comparée à un marqueur sur la surface et mesurée.

« Nous pouvons détecter la hauteur de la molécule avec une précision et une précision nanométriques, », a déclaré Sivasankar.

L'article rapporte que les mesures de la hauteur d'une molécule sont précises à moins d'un nanomètre. Il signale également que les mesures peuvent être prises encore et encore avec une précision de 3,7 nanomètres.

L'équipe de recherche de Sivasankar a utilisé des nanosphères fluorescentes et des brins simples d'ADN pour calibrer, tester et prouver leur nouvel instrument.

Les utilisateurs qui pourraient bénéficier de la technologie incluent les chercheurs en médecine qui ont besoin de données à haute résolution provenant de microscopes. Sivasankar pense que la technologie a un potentiel commercial et est convaincu qu'elle fera progresser ses propres travaux en biophysique à molécule unique.

« Nous espérons utiliser cette technologie pour faire avancer cette recherche, " a-t-il dit. « Et en faisant cela, nous continuerons à inventer de nouvelles technologies.