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重庆研究院在单个生物大分子太赫兹超分辨成像取得进展

文章来源:重庆研究院 发表时间:2020-12-28

  近日,中国科学院重庆绿色智能技术研究院(简称:重庆研究院)、中国科学院大学重庆学院、中国科学院上海高等研究院(简称:高研院)、清华大学和上海交通大学研究团队共同攻关,在单个生物大分子的太赫兹超分辨光谱成像方面取得重大突破。单个生物大分子的太赫兹探测有望揭示传统单分子技术难以提供的生物大分子的物理化学、结构以及生物分子间相互作用等重要信息。因而,对深入认识和理解生物大分子的作用与功能具有重要意义。然而,由于生物大分子的尺寸(纳米级)与太赫兹波长(亚毫米级)严重失配,加之生物大分子对太赫兹波的响应较弱,致使单个生物大分子的太赫兹探测成为国际上长期未能突破的科学难题。 

  研究团队利用石墨烯具有原子级的平整度、稳定的单蛋白分子物理吸附能力以及超强的太赫兹波反射性能,设计并采用具有最佳近场太赫兹信号增强能力的铂纳米探针,结合单分子样品制备技术,在国际上率先实现了单个蛋白分子(免疫球蛋白和铁蛋白)的太赫兹光谱成像探测,为单分子水平上生物大分子的太赫兹探测研究提供了有效方法。相关工作以“Near-Field Nanoscopic Terahertz Imaging of Single Proteins”为题于1211日在线发表于国际著名期刊SmallIF 11.5),并被遴选为封面文章。重庆研究院博士研究生杨忠波为该论文第一作者,重庆研究院王化斌研究员和高研院李江研究员为共同通讯作者。 

  在前期研究,相关研究团队已先后突破实现了生物组织(Biotechnology Progress 2018, DOI: 10.1002/btpr.2741)和单细胞(Cell Proliferation 2020, DOI: 10.1111/cpr.12788)的太赫兹超分辨成像检测。 

  相关论文链接:  

  https://doi.org/10.1002/smll.202005814 

    

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