Dopo aver sperimentato bilance elettroniche sofisticate, come quelle che comunicano col telefonino e il pc lo stato attuale del grasso corporeo e della massa magra, oggi non sfuggirà più nemmeno un grammo, anzi nemmeno una molecola. Alcuni ricercatori statunitensi e francesi hanno messo a punto una nuova apparecchiatura elettronica in grado di pesare una molecola alla volta. Il suo impiego in diagnostica medica è solo all’inizio.
Pensate di passeggiare su un nastro sospeso nel vuoto, come un equilibrista. Praticamente è quello che faranno le molecole su questa bilancia: oscilleranno dondolando su questo strumento nanotecnologico sofisticatissimo, e in base alle caratteristiche di oscillazione di questo ponte (vedi foto) sarà desunto il loro peso.
Una parte del nuovo strumento è data dal ponte centrale che vibra al passaggio delle molecole. La misura in basso indica 2 micron (Foto: Eurekalert)
Misura una a una
Questa tecnologia è il risultato di 12 anni di studi, dalla collaborazione del California Institute of Technology (Caltech) e del Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives (CEA-LETI) di Grenoble (Francia). Per la prima volta sarà possibile misurare la massa delle molecole una a una, e la precisione dello strumento è altissima. Il funzionamento è spiegato in dettaglio nella pubblicazione in uscita in questi giorni su Nature Nanotechnology.
Addio spettroscopia?
Fino a oggi per pesare e individuare le molecole la tecnica più utilizzata era la spettroscopia, ovvero decine di milioni di molecole venivano ionizzate e la loro carica elettrica interagiva con un campo elettromagnetico. Da questa interazione veniva calcolata la massa molecolare. Purtroppo questa tecnica non funziona con molecole di grandi dimensioni, che impiegano più tempo a venir ionizzate e stabiliscono un'interazione troppo debole col campo elettromagnetico.
Quindi molecole complesse come alcune proteine o i virus non potevano finora essere identificate.
Il futuro della biomedica
Ora a ogni molecola sarà associata un misurazione e questo permetterà di identificare con precisione quante molecole dello stesso tipo siano contenute in campioni cellulari o per esempio in un campione di sangue. Molecole finora non misurabili perché troppo ingombranti, come le immunoglobuline potranno essere contate per identificare alcune malattie immunitarie. E in futuro anche misurare i contenuti proteici della singola cellula per comprenderne meglio il metabolismo aprirà la strada a un nuovo campo di ricerca.
La possibilità di vedere il nuovo apparecchio in azione e di poter integrare le attrezzature già presenti in laboratorio è davvero fattibile: costi e dimensioni del nuovo misuratore non sono esagerati, anche saranno necessari migliaia di questi micrometri messi in parallelo.
Immagine schematica di una immunoglobulina M, una molecola molto voluminosa non identificabile con la vecchia spettroscopia. (Foto: Wikipedia)