混合顯微鏡可從三維測(cè)量生物分子

據(jù)每日科學(xué)不久前報(bào)道，最近，美國(guó)愛荷華大學(xué)與國(guó)家能源部艾米實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家合作，將光學(xué)顯微與原子力顯微技術(shù)結(jié)合起來(lái)，開發(fā)出一種能對(duì)單個(gè)生物分子進(jìn)行三維測(cè)量的方法，準(zhǔn)確性和精確性都達(dá)到納米級(jí)別。最近出版的《納米快報(bào)》上詳細(xì)介紹了該技術(shù)。

現(xiàn)有技術(shù)只能從二維平面來(lái)測(cè)量單個(gè)分子，只有X軸和Y軸，新技術(shù)稱為駐波軸向納米儀（AWAN），讓研究人員能測(cè)量Z軸，也就是高度軸，樣本也不需要經(jīng)過(guò)傳統(tǒng)光學(xué)或特殊表面處理。

“這是一種全新類型的測(cè)量技術(shù)，可以確定分子Z軸方向的位置。”論文合著者、愛荷華大學(xué)物理與天文學(xué)副教授珊吉維·西瓦珊卡說(shuō)，他們承擔(dān)的研究項(xiàng)目有兩個(gè)目標(biāo)：一是研究生物細(xì)胞彼此之間怎樣粘合，二是開發(fā)研究這些細(xì)胞的新工具。為此他們開發(fā)了新的顯微技術(shù)。

研究小組用熒光納米球和DNA單鏈測(cè)試了新式混合顯微鏡。他們把一臺(tái)商用原子力顯微鏡與一臺(tái)單分子熒光顯微鏡結(jié)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(chǎn)生駐波紋樣。

駐波是頻率和振幅均相同、振動(dòng)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(zhì)中傳播時(shí)其波形不斷向前推進(jìn)，稱為行波；上述兩列波疊加后波形并不向前推進(jìn)，叫做駐波。將一個(gè)經(jīng)處理發(fā)光的分子放置于駐波內(nèi)，當(dāng)原子力顯微鏡尖端上下移動(dòng)時(shí)，分子表面相應(yīng)于它距針尖的距離而起伏發(fā)出熒光，由此可以對(duì)這一距離進(jìn)行測(cè)量。在實(shí)驗(yàn)中，該技術(shù)在測(cè)量分子時(shí)可以準(zhǔn)確到1nm內(nèi)，測(cè)量可多次重復(fù)，精確度達(dá)到3.7nm。

西瓦珊卡說(shuō)，該技術(shù)可以通過(guò)顯微鏡來(lái)提供高分辨力數(shù)據(jù)，給醫(yī)療研究人員帶來(lái)便利。還具有商業(yè)化潛力，促進(jìn)單分子生物物理學(xué)的研究。