混合顯微鏡可三維測量生物分子
2020-09-04 09:46:51
據每日科學近日報道,*近,美國愛荷華大學與國家能源部艾米實驗室科學家合作,將光學顯微鏡與原子力顯微鏡技術結合起來,開發出一種能對單個生物分子進行三維測量的方法,準確性和精確性都達到納米級別。*近出版的《納米快報》上詳細介紹了該技術。
現有技術只能從二維平面來測量單個分子,只有X軸和Y軸,新技術稱為駐波軸向納米儀(AWAN),讓研究人員能測量Z軸,也就是高度軸,樣本也不需要經過傳統光學或特殊表面處理。
“這是一種**類型的測量技術,可以確定分子Z軸方向的位置。” 論文合著者、愛荷華大學物理與天文學副教授珊吉維·西瓦珊卡說,他們承擔的研究項目有兩個目標:一是研究生物細胞彼此之間怎樣粘合,二是開發研究這些細胞的新工具。為此他們開發了新的顯微技術。
研究小組用熒光納米球和DNA單鏈測試了新式混合顯微鏡。他們把一臺商用原子力顯微鏡與一臺單分子熒光顯微鏡結合。將原子力顯微鏡的懸臂針尖放置在一束聚焦激光束上,以產生駐波紋樣。
駐波是頻率和振幅均相同、振動方向一致、傳播方向相反的兩列波疊加后形成的波。波在介質中傳播時其波形不斷向前推進,稱為行波;上述兩列波疊加后波形并不向前推進,叫做駐波。將一個經處理發光的分子放置于駐波內,當原子力顯微鏡**上下移動時,分子表面相應于它距針尖的距離而起伏發出熒光,由此可以對這一距離進行測量。在實驗中,該技術在測量分子時可以準確到1納米內,測量可多次重復,精確度達到3.7納米。
西瓦珊卡說,該技術可以通過顯微鏡來提供高分辨率數據,給醫療研究人員帶來便利。還具有商業化潛力,促進單分子生物物理學的研究