A Caltech kutatói megalkották az első olyan mechanikus szerkezetet, amely képes egyetlen molekula tömegének meghatározására. Az új technológia nagyon hasznos lehet az orvosi diagnosztikában, a vírusok tanulmányozásában, a sejtek molekuláris gépezetének jobb megismerésében, illetve a nanorészecskék és levegő szennyező anyagainak lemérésében is.
A készülék önmaga is igen aprócska, mérete a méter pármilliomod részét teszi ki. A rendszer lelke egy picike hídszerű struktúra, amelynek rezgési frekvenciája megváltozik, ha egy molekula vagy részecske rákerül. Az új frekvencia a rákerülő tömeg nagyságától függ, így megállapítható annak értéke. Ahogy Michael Roukes, a kutatás vezetője elmondta, ilyet eddig még soha senki nem csinált.
A készülék a kutatócsoport 12 éves munkájának eredménye. 2009-ben számoltak be először a hídszerű rendszerről, azaz a NEMS-rezonátorról (nanoelektromechanikai rendszer). Akkor még hátravolt annak a problémának a megoldása, hogy attól függően is módosult a rezgési frekvencia, hogy a híd melyik részére érkezett a mérendő molekula. A pontos hely megállapítása nélkül pedig csak úgy lehetett vele tömeget mérni, hogy lemértek több (legalább ötszáz) egyforma molekulát, majd ezek eredményeiből átlagolták a keresett tömeget.
Azóta eltelt három év, és a kutatók fejlesztéseinek hála már egyetlen molekula egyszeri mérésével is megkapható annak tömege. A szakértők rájöttek, hogy a híd aktuális rezgési módusai alapján kikövetkeztethető, hogy pontosan hova érkezett a molekula.
A molekulák tömegét hagyományosan tömegspektroszkópiával állapítják meg. Ennek során többmillió molekulát ionizálnak, majd ezeket egy elektromágneses mezőbe helyezik, a fellépő kölcsönhatások alapján pedig megállapítják a tömegüket. A módszerrel az a legnagyobb probléma, hogy nagyobb molekulák, például fehérjék vagy vírusok esetében nem igazán működőképes, mivel ezek nehezen ionizálódnak. A kölcsönhatások így annyira gyengék lesznek, hogy nem lehet belőlük tömeget számolni. Az új készülékkel viszont nincs ilyen probléma.
A molekuláris mérleg a félvezetők gyártásánál használt technológiával készül, így tömeggyártását is viszonylag könnyű lenne megoldani. Erre szükség is lesz, hiszen egy-egy orvosok vagy biológusok számára gyártott diagnosztikai műszerben több tízezer hidacska párhuzamos működésére lesz szükség.
 
