美國加州大學圣地亞哥分校研究人員開發出一種超靈敏探測裝置，其靈敏度要高出原子力顯微鏡10倍，能夠收集并量化微弱的力和聲音。他們5月15日發表在《自然·光子學》雜志上的論文稱，這一裝置可以感受到細菌移動產生的力量，能“聽”到心肌細胞跳動的聲音。

 該裝置是一種直徑只有人類頭發直徑百分之一的納米光纖，由極薄的二氧化錫纖維制成，表面涂上聚乙二醇薄層，并嵌有金納米粒子。其工作原理是：當被光線照射時，金納米粒子會與光相互作用，將光散射。這些光信號以特定的強度出現，可以用傳統顯微鏡觀察到。當光纖被置于含有活細胞的溶液中時，來自細胞的力或聲波會撞擊金納米粒子，將它們推入聚乙二醇涂層，從而更接近光纖，粒子與光的相互作用會更強烈，產生的光信號會更強。通過對光信號進行分析，研究人員可檢測出光纖從周圍細胞拾取的力或聲音的強度。

 當這一裝置被放置在含有活幽門螺旋桿菌的溶液中時，它可以檢測到160飛牛頓（10萬億分之一牛頓）的力，這也是幽門螺旋桿菌在腸道中移動產生的力量。而若把其放置在小鼠心肌細胞的培養液中，它能檢測到心肌細胞跳動的聲音，這比人耳所能聽到的最弱音量還要低1000倍。 

 該裝置的關鍵是聚乙二醇涂層，它就像一個彈簧墊，要足夠靈敏才能被細胞產生的微弱的力或聲波壓縮到不同的厚度。而這一涂層是可以調整的：如果想要測量更大的力，可以使用更硬的涂層；如果要測量的力很小，則可以使用像水凝膠一樣的較軟涂層。
 研究人員表示，作為一種超靈敏的納米機械探測工具，新裝置為研究一些微弱力提供了有力支持。它不僅能夠收集微弱的力和聲音，還可以對其進行量化；不僅比原子力顯微鏡更靈敏，也比原子力顯微鏡更小巧。他們計劃使用這種納米光纖來測量單個細胞的生物活性和機械行為；改善這種光纖的“聽力”，以創建超靈敏的生物聽診器，并用于開發新的成像技術。

 編輯點評
 在科學研究和工業界廣泛使用的掃描力顯微鏡，其基礎就是原子力顯微鏡。不過，其缺點在于成像范圍太小，速度慢，受探頭的影響太大。美國加州大學圣地亞哥分校研究人員開發出一種超靈敏探測裝置比原子力顯微鏡要高得多，今后在細胞分析檢測領域將能做到可“聽”的技術突破。