▲通过利用一种能探测光散射而非荧光反应的显微镜，研究人员发现可以在溶液中观察到单个分子，并且可以测量它们的质量。
这项由德国、瑞典、瑞士和美国四国共同研究的成果发表在了《Science》杂志上。
“十多年前的一项工作涉及到制造一个更加敏感的光学显微镜，而我们的研究正是源于上述研究。自20世纪80年代末以来，利用光学显微镜就可以观察到单个分子，但基本上所有的光学技术都依赖于荧光反应，这是由于吸收了电磁辐射而“变得兴奋”的物质发出的光。尽管它非常强大，但它并不普遍。”文章资深作者之一、牛津大学化学系的Philipp Kukura教授说道。
在2014年，研究人员首次展示了光散射的应用，将单个的蛋白质——只有几纳米宽的生物分子——可视化。但直到去年，他们才充分地提高了光散射技术的图像质量，并可以与荧光技术竞争
Kukura教授说，“我们当时解决的问题是我们是否可以用可视化技术来定量化，而非检测单个的分子。但是鉴于与质量直接相关的分子生物尺度的体量和光学属性，我们认为我们的显微镜应该具有质量感应。事实证明确实如此，它不仅对蛋白质具有质量感应，而且对于含有脂类和碳水化合物的分子也具有质量感应。”
正是这种共性让作者们感到兴奋。牛津大学化学系的质量测量专家兼本研究的共同作者Justin Benesch教授认为，质量之美在于它既是物质的普遍属性，又是在研究之中的分子的极端特征。因此，该方法是广泛适用的，与传统的单分子显微镜不同，它不依赖于添加额外的标签来使分子可见。
研究人员认为这种称为干涉散射质谱法（iSCAMS）的技术有着广泛的应用，包括从研究蛋白质之间的相互作用到药物发现甚至是药物作用点诊断。
Kukura教授认为， iSCAMS有很多优势，它能测量分子质量，并且精确度接近于最先进的质谱，只需要很小体积的样品，并且在任何水环境中都能工作。
Benesch教授补充道：“这能让许多研究人员想要量化的东西成为现实，例如某些分子是否确有相互作用，如果有的话，这种作用的程度如何；蛋白质有多少段；蛋白质如何生长或分解等。”
因为基本上所有的生理和病理过程都是由溶液中生物分子的相互作用来控制的，因此这项技术有相当大的潜在应用。
目前，该研究小组正在努力将这项技术商业化，以供非专家或者从未使用过光学显微法的研究人员来使用。
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编译：Coke 审稿：三水 编辑：张梦
来源：https://www.sciencedaily.com/releases/2018/04/180426141536.htm
