通过重播声音来偷听单个分子的声音

时间:2020-05-19 14:34 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

通过重播声音来偷听单个分子的声音

科学家们开创了一种新技术,可以在纳米尺度上揭示涉及单个分子的隐藏生化途径。

来自埃克塞特大学生命系统研究所的一组研究人员利用光建立了一种方法来实时监测单个分子的结构和属性。

这种创新的方法使研究小组能够暂时将分子连接在一起,为分子动力学提供一个重要的视角。

这项研究发表在权威杂志《自然通讯》上。

单个分子的结构及其特性,如手性,是很难探究的。

在这项由弗兰克·沃尔默教授领导的新研究中,研究小组能够观察到纳米尺度下的反应,而这些反应在其他情况下是无法观察到的。

硫醇/二硫交换——或者蛋白质中形成和重新排列二硫键的主要方式——还没有在单分子水平的平衡状态下得到充分的研究,部分原因是这在大体积样品中无法用光学方法解决。

然而,光可以在微米大小的玻璃球周围循环,形成共振。被捕获的光可以重复地与周围的环境相互作用。通过将金纳米颗粒附着在球体上,光得到增强,并在空间上被限制在病毒和氨基酸的大小。

由此产生的光等离子体耦合允许检测接近纳米颗粒的生物分子,而纳米颗粒则附着在金上,分离,并以各种方式相互作用。

尽管这种技术很敏感,但缺乏特异性。像原子离子这样简单的分子可以被检测到,某些动力学可以被辨别,但我们却不能对它们进行区分。

Serge Vincent评论道:“我们花了一些时间来缩小如何可靠地采样单个分子。平衡时的正向和反向反应速率是平衡的,在某种程度上,我们试图揭开这些微妙的动态。”

由二硫键调控的反应途径可以将相互作用限制在纳米颗粒上的单硫醇感应位点上。这种方法的高保真度建立了对发生反应的分子特征的精确探测。

通过在金表面放置连接剂,与硫化物的相互作用被隔离,基于它们的电荷和循环本身。

传感器信号具有与是否存在还原剂有关的清晰模式。如果是,信号以可控的方式振荡,如果不是,振荡就变成随机的。

对于每一个反应,离去基的单体或二聚体状态都可以分解。

令人惊讶的是,当单分子与光等离子共振相互作用时,光等离子共振的频率和/或线宽发生变化。在许多情况下,这一结果表明等离子子-振动耦合可以帮助识别单个分子,最终实现特征。

Frank Vollmer教授说:“我的博士生Serge Vincent的出色工作,为我们一直梦想的未来单分子分析技术铺平了道路。”这对于我们的超手性项目来说是至关重要的一步。超分子技术致力于在利用光分析手性分子方面取得突破。”

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