(Phys.org) - El oro no es necesariamente precioso, al menos no como recubrimiento de las sondas del microscopio de fuerza atómica (AFM).

Los investigadores de JILA descubrieron que la eliminación de la capa de oro de una sonda AFM, que hasta ahora se consideraba útil, mejoró enormemente las mediciones de fuerza realizadas en un líquido. el medio preferido para estudios biofísicos tales como estirar el ADN o desplegar proteínas. Como se describe en Nano Letters, * quitar el oro de la sonda en forma de trampolín, o voladizo, con un breve baño químico mejoró la precisión y estabilidad de las mediciones de fuerza aproximadamente 10 veces. Se espera que el avance beneficie rápida y ampliamente a los campos de la biofísica y la nanociencia.

JILA es un instituto conjunto del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) y la Universidad de Colorado Boulder.

"Lo que me parece interesante de este experimento es que es increíblemente simple. Se tarda un minuto en quitar el oro de un voladizo comercial y se obtiene una mejora de diez veces en la precisión de la fuerza, "dice el físico de NIST / JILA Thomas Perkins.

Para medir fuerzas a escala molecular, el voladizo de un AFM se adhiere a una molécula con su extremo puntiagudo y tira; Se mide la deflexión resultante del voladizo. Las fuerzas están en el ámbito de los piconewtons (pN), o billonésimas de newton. Una unidad de fuerza, un newton es aproximadamente el peso de una manzana pequeña.

Los voladizos suelen estar hechos de silicio o nitruro de silicio y recubiertos con oro en ambos lados para reflejar la luz. Perkins descubrió que la capa de oro era un problema mientras su grupo de investigación investigaba el plegamiento y despliegue de moléculas de proteínas en períodos de tiempo de segundos a minutos. El grupo mejoró previamente la estabilidad de la posición de AFM ** y tiene una patente relacionada, *** pero luego descubrió que la fuerza estaba a la deriva. "Es contradictorio, "dice Perkins." Todo el mundo ha asumido que necesitabas oro para mejorar la reflectividad, cuando de hecho, el oro es claramente la fuente dominante de deriva de fuerza en escalas de tiempo cortas y largas ".

"El oro exhibe una especie de propiedad elástica compleja en mediciones de alta precisión, "Explica Perkins." Cuando doblas el oro, se arrastra un poco, como masilla tonta. Más lejos, la tradición en el campo es que el oro se puede romper, puede envejecer, y las moléculas pueden unirse a él, todo lo cual puede cambiar sus propiedades mecánicas. Este problema es aún peor cuando se realizan experimentos biológicos en líquido ".

Las mediciones de fuerza de AFM en líquido típicamente han tenido una precisión (rango de error) de más o menos 5 a 10 pN. Al quitar el oro, los investigadores de JILA redujeron el error en 10 veces, a aproximadamente 0,5 pN para mediciones tanto en escalas de tiempo cortas como largas. Los investigadores ahora pueden medir con precisión los procesos rápidos, como las proteínas que se pliegan y se despliegan 50 veces por segundo, durante largos períodos de tiempo de varios minutos. Significativamente, los resultados se lograron con microscopios y voladizos disponibles comercialmente, por lo que los beneficios prácticos se pueden aplicar rápidamente a cualquier medición de fuerza e imagen de AFM. AFM ahora puede competir con trampas ópticas y pinzas magnéticas en términos de sensibilidad.