La scienza ha compiuto un passo da gigante nella rilevazione delle proteine grazie a una nuova tecnologia che utilizza nanofili superconduttori. Questa innovazione promette di migliorare notevolmente l’efficienza e la precisione nella rilevazione delle proteine, aprendo nuove frontiere nella ricerca biomedica e nella diagnostica.
Efficienza di rilevazione senza precedenti
Superando i limiti dei rivelatori convenzionali
Un team internazionale di ricercatori, guidato dal fisico quantistico Markus Arndt dell’Università di Vienna, ha sviluppato un metodo di rilevazione di ioni proteici che supera di mille volte l’efficienza dei rivelatori ionici tradizionali. Questo è possibile grazie alla sensibilità energetica dei nanofili superconduttori, che raggiungono quasi il 100% di efficienza quantica.
Una nuova era per la spettrometria di massa
La spettrometria di massa, una tecnica comunemente utilizzata per l’analisi delle macromolecole, beneficia enormemente di questa scoperta. I rivelatori convenzionali erano limitati nella rilevazione di particelle a bassa energia cinetica, ma ora, con l’uso dei nanofili superconduttori, è possibile identificare macromolecole in base alla loro energia d’impatto, fornendo informazioni più dettagliate e migliorando la risoluzione spaziale. L’innovativo utilizzo della superconduttività.
Il principio di funzionamento dei nanofili
I nanofili superconduttori, quando raffreddati a temperature estremamente basse, perdono la loro resistenza elettrica e permettono un flusso di corrente senza perdite. L’interazione con gli ioni in arrivo provoca un passaggio dallo stato superconduttore a quello normale, un cambiamento nelle proprietà elettriche che viene interpretato come segnale di rilevazione.
Potenziali applicazioni future
Questi rivelatori trovano applicazione non solo nella spettrometria di massa, ma anche nella spettroscopia molecolare, nella deflettometria molecolare e nell’interferometria quantistica delle molecole, dove sono richiesti alta efficienza e buona risoluzione, specialmente a bassa energia d’impatto.
Collaborazione internazionale e finanziamenti
Il progetto ha visto la collaborazione di esperti da diverse istituzioni, tra cui Single Quantum, EPFL-Lausanne, MSVision e l’Università di Basilea, con il coordinamento dell’Università di Vienna. Il lavoro è stato finanziato dalla Commissione Europea nell’ambito del progetto SuperMaMa e dalla Gordon & Betty Moore Foundation.
Il laboratorio SuperMaMa
Il laboratorio SuperMaMa dell’Università di Vienna è dotato di un mass spectrometer adattato e di una camera a ultra-alto vuoto con un crioraffreddatore a 3.7 Kelvin. I nanofili superconduttori sono installati dietro uno scudo placcato in oro, che quando chiuso, focalizza le proteine sul rivelatore attraverso un foro di pochi millimetri.
In conclusione, la scoperta dei nanofili superconduttori come rivelatori di proteine apre nuove prospettive nella ricerca scientifica, migliorando la capacità di rilevare e analizzare le macromolecole con una precisione senza precedenti. Questo progresso potrebbe avere un impatto significativo in diversi campi, dalla ricerca sulle proteine alla diagnostica medica.
