>>>-09-22 14:56:12 技术允许对单个蛋白质进行方便 精确的光学成像
蛋白质通常被认为是人体的主力，是生命过程中至关重要的最重要的生物分子之一。它们为细胞和组织提供结构基础，并执行令人眼花array乱的一系列任务，从代谢能量到帮助细胞相互交流，再到保护人体免受病原体侵害，并指导细胞分裂和生长。
由于蛋白质功能障碍与许多严重疾病有关，因此蛋白质是大多数治疗药物的主要靶标。
在一项新的研究中，王绍鹏和他的同事描述了一种检测蛋白质的方法。为此，他的团队巧妙地利用了一种被称为表面等离振子共振(SPR)的现象，并将其整合到了创新型的显微镜中。
尽管SPR是一种用于研究极小世界的强大技术，包括细菌和病毒的相互作用，但这项研究标志着SPR已成功成功地用于对单个分子(在这种情况下为蛋白质)成像的第一次。这种新方法被称为等离激元散射显微镜。
王说： 开发这项技术的竞赛实际上始于前。 该小组与主要作者NJ Tao一起计算得出，SPR的修饰形式应具有分辨单个蛋白质的敏感性，尽管要实现这一目标还需要做大量准备工作。
Wang是生物电子和生物传感器生物设计中心的研究员。这项新研究发表在《自然方法》杂志的高级在线版上。该中心的博士后张鹏飞(Pengfei Zhang)是该论文的主要作者。
使用SPR，研究人员可以研究细胞表面蛋白质的动态(药物设计的主要目标)，这对于使用X射线晶体学或NMR光谱法进行观察尤其具有挑战性，这是通常用来表征蛋白质的两种常规技术。
但是什么是表面等离子体激元?王说： 金属的一种特性是您有很多自由电子。 他指的是不与原子结合的电子。 当事件的条件的光对这些电子正好，在光中的能量使得这些电子共振。这些振荡电子产生跨一个波的金属表面，这是表面等离振子共振 。
为了使用SPR检测分析物分子(如蛋白质)与受体分子的结合，通常将受体分子固定在传感器表面，然后将分析物分子添加到水溶液中。偏振光通常被引导到金薄薄膜的表面下方，在该表面上以入射光的特定角度生成表面等离子体激元。表面等离子体激元对光的表面限制被视为反射光强度的降低。
当蛋白质分子与固定的受体分子结合时，金表面的折射率会发生变化，从而改变表面等离振子共振条件并增加信号强度。
为了完善和校准系统，研究人员首先使用聚苯乙烯纳米颗粒观察了结合事件，该纳米颗粒的大小可以精确控制。纳米颗粒还具有产生更高对比度的优势，有助于其通过SPR进行检测。使用越来越小的纳米粒子可以使研究小组达到生物蛋白质的微小尺寸。
为了获得如此出色的分辨率，研究人员使用了SPR技术的一种变体，从上方而不是下方检测到蛋白质结合事件的光，从而极大地消除了背景噪声，从而产生清晰的图像。由于结合的蛋白质将SPR光散射到各个方向，因此从顶部进行检测可以避免反射光，从而大大提高了图像质量。
Wang将其比作在黑暗的背景幕下看到星星的效果，而在嘈杂的日光背景下眼睛看不到星星。由于SPR对传感器表面附近的光场产生了强大的增强作用，因此可以在没有非常强大的光源的情况下实现对单个蛋白质的检测，从而澄清了蛋白质信号。
通过专注于蛋白质结合亲和力(对设计更安全，更有效的药物至关重要的关键参数之一)，新的SPR技术应该在生物医学领域拥有光明的前景，并在分子规模上为基础问题提供新的思路。
