研究人员使用检测光散射而不是荧光的显微镜

研究人员使用检测光散射而不是荧光的显微镜，证明可以在溶液中观察单个分子，并测量其质量。这项研究是与德国，瑞典，瑞士和美国的机构合作开展的，发表在“科学”杂志上。

来自牛津大学化学系的资深作者Philipp Kukura教授说：“这项研究来自于十年来的工作，其中涉及制造更加灵敏的光学显微镜。

自20世纪80年代后期以来，已经在光学显微镜中观察到单分子，但基本上所有光学技术都依赖于荧光，荧光是在被电磁辐射吸收“激发”后由材料发出的光。尽管它非常强大，但并不普及。

研究人员首次证明了利用光散射在2014年可视化单个蛋白质 - 生物分子只有几纳米 - 但直到去年，他们才能够充分提高图像质量以与荧光竞争。

Kukura教授说：'然后我们解决了我们是否可以使用我们的可视化方法来量化而不仅仅是检测单个分子的问题。我们意识到，鉴于生物分子的体积和光学特性直接与质量成比例，我们的显微镜应该是质量敏感的。事实证明，不仅对于蛋白质而且对含有脂质和碳水化合物的分子也是如此。

正是这种普遍性激发了作者的兴趣。牛津大学化学系的Justin Benesch教授是质量测量方面的专家，也是该研究的共同作者，他说：“质量的美妙之处在于它既是物质的普遍属性，也是对被研究分子的极端诊断。因此，我们的方法广泛适用，与传统的单分子显微镜不同，它不依赖于添加标记来使分子可见。

研究人员表示，这种技术 - 他们称之为干涉散射质谱(iSCAMS) - 可以应用于蛋白质 - 蛋白质相互作用研究，药物发现甚至医疗点诊断等领域。

库库拉教授说：'iSCAMS有很多优点。它以接近最先进质谱的精度测量质量，这是昂贵的并且在真空中操作 - 不一定代表生物系统 - 而iSCAMS仅使用非常少量的样品并且在基本上任何水环境。'

Benesch教授补充说：“这使得研究人员想要量化的许多东西成为可能：某些分子是否相互作用，如果是，那么紧密程度如何?蛋白质的成分是什么，包含它包含多少块，以及它是如何生长或分裂的?

因为基本上每个生理和病理过程都是由溶液中的生物分子相互作用控制的，研究人员说这种技术具有相当大的潜在影响。Kukura教授说：“普遍适用性，加上仪器接近鞋盒大小的事实，可以轻松操作，让用户实时看到分子，非常令人兴奋。”

该团队正在将该技术商业化，以便为其他非专家或甚至不使用光学显微镜的研究人员提供访问权限。研究人员说：“我们认为，它有可能彻底改变我们研究生物分子及其相互作用的方式。”

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