【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】蛋白分子膜(蛋白膜)在生物傳感和生物材料領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。從納米尺度精確檢測蛋白分子的成膜過程對控制蛋白膜的品質(zhì)、理解蛋白膜的形成機(jī)制和評價蛋白膜的功能表現(xiàn)具有非常重要的意義。然而，目前尚缺少一種能夠精確表征蛋白分子在成膜過程中所有形態(tài)結(jié)構(gòu)的技術(shù)手段。例如：原子力顯微鏡雖然具有優(yōu)異的表面成像功能，但是它難以提供樣品的亞表面信息(表面以下的信息)，無法揭示蛋白分子層的內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息。
近日，中國科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院(以下簡稱“重慶研究院”)王化斌研究員團(tuán)隊(duì)和上海大學(xué)材料生物學(xué)研究所李江教授等團(tuán)隊(duì)合作，報(bào)道了一種同時具有表面和亞表面探測能力的納米級分辨太赫茲形貌重構(gòu)顯微技術(shù)。在本工作中，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)展了多介質(zhì)層有限偶極子近場理論模型，建立了基于樣品太赫茲近場光學(xué)顯微圖像來重構(gòu)樣品三維形貌的方法，實(shí)現(xiàn)了單個蛋白分子、蛋白網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、蛋白單分子層和蛋白復(fù)合層的精確檢測。建立的太赫茲形貌重構(gòu)顯微技術(shù)具有無損、無標(biāo)記的特點(diǎn)；同時具有表面和亞表面檢測能力；其側(cè)向分辨率與原子力顯微鏡相當(dāng)，垂直分辨率達(dá)到0.5 nm。該技術(shù)為研究生物分子、功能材料和半導(dǎo)體器件等樣品提供了一種全新的重要技術(shù)途徑。
相關(guān)研究成果以“Near-Field Terahertz Morphological Reconstruction Nanoscopy for Subsurface Imaging of Protein Layers”為題發(fā)表于《ACS Nano》。重慶研究院楊忠波助理研究員為論文第一作者，重慶研究院王化斌研究員和上海大學(xué)材料生物學(xué)研究所李江教授為論文共同通訊作者。本研究工作得到國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院項(xiàng)目和重慶市自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目的資助。
在前期研究中，研究團(tuán)隊(duì)還聯(lián)合攻關(guān)率先實(shí)現(xiàn)了單個生物大分子(免疫球蛋白和鐵蛋白)的太赫茲超分辨成像檢測(相關(guān)研究成果發(fā)表于《Small》)。
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