Science：利用光線測量單個生物分子的質量

自20世紀80年代後期以來，科學家們就能夠在光學顯微鏡中觀察到單個分子，但基本上所有的光學技術都依賴於熒光，即材料通過吸收電磁輻射而被「激發」後發出的光。但是它並不具有普遍適用性。

英國牛津大學化學系教授Philipp Kukura及其同事們在2014年首次證實利用光散射能夠可視化觀察蛋白---僅幾納米寬的生物分子。但是直到去年，他們才能夠充分地改進圖像質量，從而使得這種技術能夠與基於熒光的光學技術相競爭。

圖片來自Shutterstock。

如今，在一項新的研究中，英國牛津大學化學系教授Philipp Kukura博士及其同事們開發出一種檢測光散射而不是熒光的顯微技術---他們稱之為干涉散射質譜（interferometric scattering mass spectrometry, iSCAMS），並證實利用這種技術能夠觀察溶液中的單個分子並測量它們的質量。相關研究結果發表在2018年4月27日的Science期刊上，論文標題為「Quantitative mass imaging of single biological macromolecules」。

這種技術可能引發人們描述生物分子特徵的能力的變革。它可能在蛋白-蛋白相互作用、藥物發現和甚至即時診斷等方面具有廣泛的應用。

Kukura教授說，「iSCAMS有很多優點。它測量單個分子質量的準確度接近最先進的質譜儀，然而質譜儀價格昂貴，並且在並不一定代表生物系統的真空條件下運行。相反地，iSCAMS僅需非常少量的樣品就可做到，而且基本上在任何水環境中都可運行。」

鑒於基本上每個生理和病理過程都受到溶液中生物分子相互作用的控制，因此這些研究人員說，這種技術具有相當大的潛在影響。Kukura教授說，「這種技術的通用性，再加上這些儀器接近鞋盒尺寸和能夠輕鬆加以操作的事實，讓用戶能夠實時觀察到這些生物分子，這是非常令人興奮的。」

參考資料：Gavin Young1,*, Nikolas Hundt1,*, Daniel Cole et al.Quantitative mass imaging of single biological macromolecules. Science, 27 Apr 2018, 360(6387):423-427, doi:10.1126/science.aar5839

Steven F. Lee, David Klenerman.Weighing one protein with light. Science, 27 Apr 2018, 360(6387):378-379, doi:10.1126/science.aat5851

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