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混合显微镜可三维测量生物分子

2013-10-16  发布者:admin 

据每日科学近日报道,最近,美国爱荷华大学与国家能源部艾米实验室科学家合作,将光学显微镜原子力显微镜技术结合起来,开发出一种能对单个生物分子进行三维测量的方法,准确性和精确性都达到纳米级别。最近出版的《纳米快报》上详细介绍了该技术。

混合显微镜
  现有技术只能从二维平面来测量单个分子,只有X轴和Y轴,新技术称为驻波轴向纳米仪(AWAN),让研究人员能测量Z轴,也就是高度轴,样本也不需要经过传统光学或特殊表面处理。


  “这是一种全新类型的测量技术,可以确定分子Z轴方向的位置。” 论文合著者、爱荷华大学物理与天文学副教授珊吉维·西瓦珊卡说,他们承担的研究项目有两个目标:一是研究生物细胞彼此之间怎样粘合,二是开发研究这些细胞的新工具。为此他们开发了新的显微技术。


  研究小组用荧光纳米球和DNA单链测试了新式
混合显微镜。他们把一台商用原子力显微镜与一台单分子荧光显微镜结合。将原子力显微镜的悬臂针尖放置在一束聚焦激光束上,以产生驻波纹样。


  驻波是频率和振幅均相同、振动方向一致、传播方向相反的两列波叠加后形成的波。波在介质中传播时其波形不断向前推进,称为行波;上述两列波叠加后波形并不向前推进,叫做驻波。将一个经处理发光的分子放置于驻波内,当原子力显微镜尖端上下移动时,分子表面相应于它距针尖的距离而起伏发出荧光,由此可以对这一距离进行测量。在实验中,该技术在测量分子时可以准确到1纳米内,测量可多次重复,精确度达到3.7纳米。


  西瓦珊卡说,该技术可以通过显微镜来提供高分辨率数据,给医疗研究人员带来便利。还具有商业化潜力,促进单分子生物物理学的研究