（图示为耦合微悬臂梁被放置于XY轴平台上，并通过压电致动器移动，根据所收到的反馈控制，以产生自激振荡。来源：Yabuno Lab./University of Tsukuba）

通过使用一个类似于微小的显微镜的音叉设备，来自日本筑波大学的研究人员最近开发的耦合微悬臂梁，可以完成纳克级的质量测量，且只有1％的误差幅度，这可能使液体环境下测量分子重量变为可能。研究结果发表在本周的Applied Physics Letters杂志上。

该研究团队的的耦合微悬臂梁，通过使用自激振荡实现细胞和亚细胞级别的测量，这个过程中，一个振荡体的反馈控制作用在其电源的相位，允许持续周期运动。

“不同于以前由耦合悬臂实现的测量，虽然其可检测小质量的存在，但不能定量测量其质量，它也不需要在特殊的测定环境中测量，如超高真空，”日本筑波大学的教授Hiroshi Yabuno说道。

Yabuno的研究生Daichi Endo 和 Keiichi Higashino具体实施了测量，而来自先进工业科学技术研究所的合作者Yasuyuki Yamamoto 和Sohei Matsumoto，搭建了使用MEMS器件的制造方法的耦合微悬臂梁。

因为所有的生物过程必须发生在液体环境中，这使得该研究团队的悬臂成为理想的可以用于诸如检测DNA杂交和表征的候选，在单细胞水平，整个蛋白质组的过程，数据显示，在这样一个细胞内，作为包含生物体DNA基因组的指令的结果，蛋白质何时何地被表达。

“从该方法的特点很容易想到，我们可以在液体环境中实现相同的精度，”Yabuno说。

这个耦合悬臂，由蚀刻的硅绝缘体硅晶片构成，类似于一个微小的音叉的叉头，大小为500微米乘以100微米。研究者通过测量聚苯乙烯微球，来测试其悬臂的能力，而这个微球是平均直径15.0微米，与肝细胞相同大小级别。

在他们的装置中，一个球放置在其中一个叉头上，在生物系统中，样品将通过共价移动而被固定，Yabuno说。

这些尖头然后都通过压电致动器实现模拟，它把电气信号转换到一个控制物理位移的装置来激发。为了诱导在悬臂的自激振荡，致动器的运动通过合适的反馈参照悬臂中的一个的动作被自动调整。

叉架上存在球体，导致了两者之间质量差的比例，这将影响随后的振动，测量由一对激光多普勒振动计完成，并在悬臂的振荡频率的频谱分析中可以观察到。

“这个方法可以适用于更多小尺寸，纳米级的耦合悬臂，”Yabuno说道。 “其有望实现无穷小质量的测量，这是在现有的方法不可能实现的，即使在任何的测量环境下都不可能。”

Yabuno及其同事未来的工作包括，使用悬臂来获得高精度定量测量的生物样品，如人体细胞在液体培养基的DNA。

新材料在线编译整理——翻译：Gary       校正：摩天轮