手機版
化工儀器網(wǎng)手機版
化工儀器網(wǎng)小程序
官方微信
公眾號：chem17
掃碼關(guān)注視頻號
10nm近場紅外技術(shù)攻克單一蛋白觀測難題，開辟單分子紅外光譜新道路
近日，日本分子科學(xué)研究所的西田純助教、熊谷崇副教授的研究團隊利用Neaspec公司研發(fā)的納米傅里葉紅外光譜儀-Nano-FTIR在單蛋白領(lǐng)域取得重要進展，實現(xiàn)單個蛋白質(zhì)的紅外振動光譜的檢測。相關(guān)研究成果以Sub-Tip-Radius Near-Field Interactions in Nano-FTIR Vibrational Spectroscopy on Single Proteins為題，發(fā)表于Nano Letters上[1]。
紅外光譜是研究分子結(jié)構(gòu)和功能的重要工具之一。傳統(tǒng)紅外光譜測量通常需要使用大量的樣品并且空間分辨率較低，難以應(yīng)用于單個蛋白分子的研究。本文中使用的納米傅里葉紅外光譜儀-Nano-FTIR采用全新的散射式核心技術(shù)，有效突破了光學(xué)分辨率的極限，空間分辨率優(yōu)于10 nm，突破性的實現(xiàn)了單個蛋白的紅外光譜成像。
納米傅里葉紅外光譜儀-Nano-FTIR
在本研究中，作者將納米傅里葉紅外光譜儀-Nano-FTIR中紅外波段的光源發(fā)出的光，利用邁克爾遜干涉裝置分成兩束，一束經(jīng)透射到達動鏡，另一束經(jīng)反射到達定鏡。兩束光分別經(jīng)定鏡和動鏡反射再回到分束器，動鏡以恒定速度作直線運動，因而經(jīng)分束器分束后的兩束光形成光程差，產(chǎn)生干涉。干涉光在分束器會合后通過針尖，在針尖頂點形成一個比激發(fā)波長小幾千倍，尺寸只由針尖曲率半徑?jīng)Q定的納米焦點。針尖的天線效應(yīng)將含有樣品近場信息的干涉光反饋給HgCdTe檢測器，然后通過設(shè)備控制器的信號處理模塊，利用傅里葉變換對信號進行處理，最終得到透過率或吸光度隨波數(shù)或波長的納米級局部紅外吸收光譜圖。
納米傅里葉紅外光譜儀-Nano-FTIR測量單一蛋白質(zhì)的紅外近場顯微光譜示意圖
隨后，研究團隊利用納米傅里葉紅外光譜儀-Nano-FTIR對由～500個氨基酸殘基組成的單個蛋白質(zhì)的酰胺I振動進行了表征。該單蛋白在空氣氣氛中制備于尺寸僅為4×4×8 nm的原子級平滑的金基底上。該金屬性基底與設(shè)備針尖共同作用，為實驗者提供了純凈的高階信號，并通過針尖曲率半徑所提供的幾何特性，為表征提供了納米級的空間分辨率。
單個蛋白的納米傅里葉紅外吸收成像及光譜圖
該研究對于理解蛋白質(zhì)功能和相互作用具有重要意義，并且為納米級紅外光譜在各個領(lǐng)域的應(yīng)用開辟了新的可能性。該研究的成功代表我們向使用中紅外光進行超靈敏和高分辨率的成像邁出了重要的一步。研究者所使用的納米傅里葉紅外光譜儀-Nano-FTIR在分子生物學(xué)（用于精確蛋白質(zhì)分析）、材料科學(xué)（用于納米材料表征）以及醫(yī)學(xué)診斷（用于識別疾病分子標(biāo)記）等領(lǐng)域都開辟了多種應(yīng)用。
參考文獻：
[1]. Nishida et al., Sub-Tip-Radius Near-Field Interactions in Nano-FTIR Vibrational Spectroscopy on Single Proteins, Nano Lett. 2024, 24, 3, 836–843
相關(guān)產(chǎn)品
免責(zé)聲明
- 凡本網(wǎng)注明“來源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來源：化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。
- 本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來源（非化工儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點和對其真實性負(fù)責(zé)，不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
- 如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請在作品發(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
采購中心