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熒光顯微鏡應用於三維測量生物分子?

2013-10-16  發布者:admin 

熒光顯微鏡應用新領域,可三維測試單個生物分子。這種方法是中美兩國生物學家利用光學顯微與原子力顯微技術結合起來開發出來的新方法。

據每日科學近日報道,最近,美國愛荷華大學與國家能源部艾米實驗室科學家合作,將光學顯微與原子力顯微技術結合起來,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。最近出版的《納米快報》上詳細介紹了該技術。

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現有技術隻能從二維平麵來測量單個分子,隻有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麵處理。

“這是一種全新類型的測量技術,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。他們把一台商用原子力顯微鏡與一台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後形成的波。波在介質中傳播時其波形不斷向前推進,稱為行波;上述兩列波疊加後波形並不向前推進,叫做駐波。將一個經處理發光的分子放置於駐波內,當原子力顯微鏡尖端上下移動時,分子表麵相應於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,測量可多次重複,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。

熒光顯微鏡,國際上多個組織正在積極推廣專業的熒光顯微鏡產品,而此次科學家利用商用原子力顯微鏡與一台單分子熒光顯微鏡結合三維測試分子的方法,將有利於熒光顯微鏡市場的進一步發展。



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