Flowfocustechnologie (ook bekend als GDVN, gas dynamische virtuele mondstuk), is een van de belangrijkste elementen geweest in het succes van de eerste experimenten die zijn uitgevoerd door het Europese XFEL-project, de grootste bron van röntgenstraling in de wereld van vandaag. Het is gemaakt en ontwikkeld door Alfonso Gañán Calvo van de Hogere Technische School of Engineering aan de Universiteit van Sevilla. Deze technologie is gebruikt voor de studie van microscopisch kleine biologische monsters.

Een van de fundamentele vorderingen van het Europese XFEL-project is de toename van de hoeveelheid gegevens die per seconde kan worden verkregen bij de analyse van een monster. Deze prestatie is mogelijk dankzij het gebruik van een frequentie van pulsen van meer dan een megahertz. Er is een hoge mate van vernieuwing nodig, dat wil zeggen:elke puls moet schone monsters hebben die niet worden beïnvloed door de vorige puls. Daarom, ze hebben voldoende snelheid nodig.

"Dit betekent het fotograferen of 'jagen' van de moleculen met behulp van een ultrasnelle en ultrakrachtige flits voordat de monsters uiteenvallen onder de intensiteit van de ioniserende straling die ze ontvangen, " legt Gañán uit.

De biologische monsters (normaal gesproken eiwitmicrokristallen) moeten zich in een waterige omgeving bevinden. De uitdaging was om ze op de juiste manier te presenteren zodat ze kunnen worden onderschept door röntgenpulsen van amper enkele microns in diameter en die minder dan 10 femtoseconden (een honderdste van een duizend miljardste van een seconde) duren. en om het duidelijkste en meest coherente diffractiepatroon mogelijk te maken.

Hiertoe, GDVN-technologie is in staat geweest om vloeistofstralen te genereren met een diameter van minder dan 2,5 micron met snelheden tot 100 meter per seconde (260 km per uur), genoeg om eiwitmicrokristallen door te geven en ze voortdurend te vernieuwen op het punt van impact. Dit is bereikt dankzij het gebruik van helium als focusgas voor de microstraal, aangezien helium fysische eigenschappen heeft die uitzettingssnelheden mogelijk maken die driemaal groter zijn dan die van lucht. In aanvulling, zeer nauwkeurig 3D-nanoprinten produceerde het apparaat dat de jet uitzendt.

De combinatie van XFEL-technologie (treinen van ultrakorte en ultrakrachtige röntgenpulsen) met het stroomfocusserende voertuig (GDVN) heeft geleid tot wat nu bekend staat als seriële femtoseconde kristallografie (SFX), een revolutie in de moleculaire biologie.

GDVN-technologie is aangenomen als de meest efficiënte, robuuste en reproduceerbare methode voor de introductie van samples voor SFX en time-resolved SFX bij de Europese XFEL (Hamburg, Duitsland), SACLA (Japan), LCLS (Stanford, VS), SwissFEL (Zürich, Zwitserland), en de nieuw gebouwde Chinese en Koreaanse XFEL's, onder andere.