直接测量纳米级距离对于光学技术是一项挑战。10月10日，一项发表于《科学》的新研究称，科学家使用发光分子、激光光线和显微镜改进了一种名为MINFLUX的光学方法，能够精确测量极小至0.1纳米的距离——相当于一个典型原子的宽度。
当蛋白质和大分子发生形状异常时，会影响其功能正常发挥。一些结构变化甚至在阿尔茨海默病等疾病中发挥特定作用。德国马克斯-普朗克多学科科学研究所的Steffen Sahl表示，为理解这一过程，准确测定大分子内部原子及原子簇之间的距离至关重要。
Sahl及同事使用荧光构建内分子“标尺”，即某些分子在被照射时会发光。他们将两个荧光分子附着在一个较大蛋白质分子的两个不同点上，并用激光束照射它们。根据这些发光分子释放的光，研究人员能够测量其之间的距离。
他们使用这种方法测量了几个已知蛋白质分子之间的距离，其中最小的距离仅为0.1纳米——一个典型原子的宽度。荧光标尺还能准确测量长约12纳米的距离，这意味着其测量范围比许多传统方法更广。
Sahl指出，团队通过利用最新的技术实现了精确测量，例如更先进的显微镜和不会闪烁、也不会产生其他干扰效应的荧光分子。
“我不清楚他们是如何让其显微镜如此稳定的，这个新方法无疑是一项技术进步。”奥地利维也纳大学的Jonas Ries说。但他表示，未来的研究需要确定哪些特定的分子能够利用这项新技术证明为生物学家的研究提供重要信息。
“尽管这项新技术展现了令人印象深刻的精确度，但在应用于更复杂的生物系统时，它未必能达到相同的细节或分辨率。”英国皇家马斯登NHS基金会信托与英国癌症研究院（ICR）的Kirti Prakash说。此外，他还指出，其他几种新技术在测量更小距离方面已经开始具备竞争力。
Sahl表示，他们的团队接下来将沿着两条路径工作：进一步改进该方法，并扩展他们现在可以深入观察大分子的想法。
相关论文信息：
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adj7368
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