(Phys.org) -- L'oro non è necessariamente prezioso, almeno non come rivestimento sulle sonde del microscopio a forza atomica (AFM).

I ricercatori di JILA hanno scoperto che la rimozione del rivestimento in oro di una sonda AFM, fino ad ora considerata utile, ha notevolmente migliorato le misurazioni della forza eseguite in un liquido, il mezzo preferito per studi biofisici come lo stiramento del DNA o lo sviluppo delle proteine. Come descritto in Nano Letters, * strappare l'oro dalla sonda a forma di trampolino, o a sbalzo, con un breve bagno chimico ha migliorato di circa 10 volte la precisione e la stabilità delle misurazioni della forza. Si prevede che i progressi andranno rapidamente e ampiamente a beneficio dei campi della biofisica e delle nanoscienze.

JILA è un istituto congiunto del National Institute of Standards and Technology (NIST) e dell'Università del Colorado Boulder.

"Quello che trovo interessante di questo esperimento è che è così incredibilmente semplice. Ci vuole un minuto per togliere l'oro da un cantilever commerciale e si ottiene un miglioramento di 10 volte nella precisione della forza, " dice il fisico del NIST/JILA Thomas Perkins.

Per misurare le forze su scala molecolare, il cantilever di un AFM si attacca a una molecola con la sua estremità appuntita e tira; viene misurata la flessione risultante del cantilever. Le forze sono nel regno dei piconewton (pN), o trilionesimi di newton. Un'unità di forza, un newton è all'incirca il peso di una piccola mela.

I cantilever sono generalmente realizzati in silicio o nitruro di silicio e rivestiti in oro su entrambi i lati per riflettere la luce. Perkins ha scoperto che il rivestimento in oro era un problema mentre il suo gruppo di ricerca stava sondando il ripiegamento e lo spiegamento delle molecole proteiche in periodi di tempo da secondi a minuti. Il gruppo ha precedentemente migliorato la stabilità della posizione AFM** e detiene un relativo brevetto, *** ma poi scoprì che la forza stava andando alla deriva. "È controintuitivo, " dice Perkins. "Tutti hanno pensato che avessi bisogno dell'oro per la riflettività migliorata, quando in effetti, l'oro è chiaramente la fonte dominante di deriva di forza su scale temporali brevi e lunghe."

"L'oro mostra una sorta di complessa proprietà elastica nelle misurazioni di alta precisione, "Spiega Perkins. "Quando pieghi l'oro, si insinua un po', come stupido mastice. Ulteriore, la tradizione sul campo è che l'oro può rompersi, può invecchiare, e le molecole possono legarsi ad esso, il che può cambiare le sue proprietà meccaniche. Questo problema è ancora peggiore quando si fanno esperimenti biologici in liquidi".

Le misurazioni della forza AFM nel liquido in genere hanno avuto una precisione (intervallo di errore) di più o meno da 5 a 10 pN. Togliendo l'oro, i ricercatori della JILA hanno ridotto l'errore di 10 volte, a circa 0,5 pN per misurazioni su tempi brevi e lunghi. I ricercatori possono ora misurare con precisione i processi veloci, come le proteine ​​che si piegano e si dispiegano 50 volte al secondo, per lunghi periodi di parecchi minuti. In modo significativo, i risultati sono stati ottenuti con microscopi e cantilever disponibili in commercio, quindi i vantaggi pratici possono essere applicati rapidamente per qualsiasi misurazione della forza e imaging AFM. L'AFM può ora competere con le trappole ottiche e le pinzette magnetiche in termini di sensibilità.