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哥廷根大学:石墨烯可提高超分辨率显微镜性能


来源:中国粉体网   江岸

[导读]  哥廷根大学的研究人员开发了一种新方法,利用石墨烯的特殊性质与荧光分子进行电磁作用。这种方法使科学家们能够以1埃为数量级光学测量非常小的距离,具有较高的精度和重现性。这使得研究人员能够用光学方法测量所有活细胞细胞膜的脂质双层膜的厚度。相关研究结果发表在《 Nature Photonics》杂志上。

中国粉体网讯  哥廷根大学的研究人员开发了一种新方法,利用石墨烯的特殊性质与荧光分子进行电磁作用。这种方法使科学家们能够以1埃为数量级光学测量非常小的距离,具有较高的精度和重现性。这使得研究人员能够用光学方法测量所有活细胞细胞膜的脂质双层膜的厚度。相关研究结果发表在《 Nature Photonics》杂志上。


JörgEnderlein教授


由Jörg Enderlein教授领导的哥廷根大学的研究团队使用一片只有一个原子厚度(0.34nm)de 石墨烯,用于调制荧光分子接近石墨烯片时的发射。石墨烯优异的光学透明性及其通过空间调制分子发射的能力使其成为测量石墨烯片中单分子距离极其灵敏的工具。这种方法的准确性非常好,即使是最微小的距离变化大约1埃也可以解决。科研人员可以通过在石墨烯层上方沉积单个分子来证明这一点。然后他们可以通过监测和评估它们的光发射来确定它们的距离。这种石墨烯诱导的分子发光调制为确定空间中的单个分子位置提供了极其灵敏和精确的“标尺”。他们使用这种方法测量单个脂质双层的厚度,该脂质双层由两层脂肪酸链分子构成,总厚度仅为几纳米。



石墨烯片上的单个分子的图像与预期图像(右)的比较 ©哥廷根大学


该论文的第一作者Arindam Ghosh说:”我们的超分辨率显微镜方法具有巨大的潜力,因为它不仅可以横向定位纳米分辨率的单分子,而且沿第三方向具有相似的精度,这使得大分子长尺度三维光学成像成为可能。“


通讯作者兼第三物理研究所(生物物理学)负责人Jörg Enderlein教授补充道:”这将是一个功能强大的工具,可用于解决单个分子、分子复合物或小细胞细胞器中亚纳米级精度的距离问题“。 


相关参考文献:

Arindam Ghosh, Akshita Sharma, Alexey I. Chizhik, Sebastian Isbaner, Daja Ruhlandt, Roman Tsukanov, Ingo Gregor, Narain Karedla, Jörg Enderlein. Graphene-based metal-induced energy transfer for sub-nanometre optical localization. Nature Photonics, 2019; DOI: 10.1038/s41566-019-0510-7


哥根廷大学官网


(中国粉体网编辑整理/江岸)

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