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yexuqing木蟲(chóng)之王 (文學(xué)泰斗)
太陽(yáng)系系主任
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史上最小“尺子”問(wèn)世，可測(cè)原子寬度
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史上最小“尺子”問(wèn)世，可測(cè)原子寬度 2024-10-14 來(lái)源： 中國(guó)科學(xué)報(bào) 杜珊妮【字體：大 中 小】語(yǔ)音播報(bào) 直接測(cè)量納米級(jí)距離對(duì)于光學(xué)技術(shù)是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。10月10日，一項(xiàng)發(fā)表于《科學(xué)》的研究稱，科學(xué)家使用發(fā)光分子、激光和顯微鏡改進(jìn)了一種名為MINFLUX的方法，從而能夠精確測(cè)量小至0.1納米的距離，這相當(dāng)于一個(gè)典型原子的寬度。 當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)和大分子折疊成錯(cuò)誤的形狀時(shí)，它們的功能會(huì)受到影響。一些結(jié)構(gòu)變化甚至在阿爾茨海默病等疾病中發(fā)揮了作用。德國(guó)馬克斯-普朗克多學(xué)科科學(xué)研究所的Steffen Sahl表示，為理解這一過(guò)程，準(zhǔn)確測(cè)定大分子內(nèi)部原子及原子簇之間的距離至關(guān)重要。 Sahl和同事使用熒光構(gòu)建了分子內(nèi)部的“標(biāo)尺”。他們將兩個(gè)熒光分子附著在一個(gè)較大蛋白質(zhì)分子的兩個(gè)不同點(diǎn)上，并用激光束照射它們。根據(jù)這些發(fā)光分子釋放的光，研究人員能夠測(cè)量它們之間的距離。 研究人員使用這種方法測(cè)量了幾種蛋白質(zhì)分子間的距離，其中最短距離僅為0.1納米。熒光標(biāo)尺可以精確測(cè)量12納米的距離，這意味著其測(cè)量范圍比許多傳統(tǒng)方法更寬。例如，研究人員觀察了同一蛋白質(zhì)的兩種不同形態(tài)，其中一種形態(tài)的兩點(diǎn)相距1納米，而另一種相距4納米，從而能夠區(qū)分這兩種形態(tài)。在另一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，他們測(cè)量了一個(gè)人類骨癌細(xì)胞中的微小距離。 Sahl指出，研究團(tuán)隊(duì)利用幾項(xiàng)最新技術(shù)實(shí)現(xiàn)了這種測(cè)量的精確性，例如更先進(jìn)的顯微鏡和不閃爍、也不產(chǎn)生其他干擾效應(yīng)的熒光分子。 “我不清楚他們是如何讓顯微鏡如此穩(wěn)定的，這項(xiàng)新技術(shù)無(wú)疑是一大進(jìn)步�！眾W地利維也納大學(xué)的Jonas Ries表示，未來(lái)需要確定哪些特定分子能夠利用這項(xiàng)新技術(shù)為生物學(xué)家的研究提供重要信息。 “盡管展現(xiàn)了令人印象深刻的精確度，但這項(xiàng)新技術(shù)在應(yīng)用于更復(fù)雜的生物系統(tǒng)時(shí)，未必能達(dá)到相同的細(xì)節(jié)或分辨率。”英國(guó)癌癥研究院的Kirti Prakash說(shuō)。他還指出，其他幾項(xiàng)新技術(shù)在測(cè)量更短距離方面已經(jīng)具備了競(jìng)爭(zhēng)力。 Sahl表示，其團(tuán)隊(duì)接下來(lái)將沿著兩個(gè)方向展開(kāi)工作——進(jìn)一步完善該方法，并擴(kuò)展可以深入觀察的大分子數(shù)量。 相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1126/science.adj7368 |
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