石墨烯层可助推超分辨率显微镜的发展

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石墨烯层可实现超分辨率显微镜的发展

哥廷根大学的研究人员开发了一种新方法,该方法利用了石墨烯的非凡特性来与发荧光(发光)分子进行电磁相互作用。这种方法允许科学家首次以极高的精度和可重复性光学测量极小的距离(约1Ångström(十分之一米))。这使研究人员能够光学测量脂质双层的厚度,脂质双层是构成所有活细胞膜的物质。研究结果发表在《自然光子学》上。

由Enderlein教授领导的哥廷根大学的研究人员使用了一片石墨烯(仅一个原子厚(0.34 nm))来调节接近石墨烯片的发光(荧光)分子的发射。石墨烯出色的光学透明性及其在整个空间中调节分子发射的能力,使其成为测量单个分子与石墨烯片之间距离的极为灵敏的工具。这种方法的准确性非常好,甚至可以解决大约1埃的最小距离变化。科学家能够通过在石墨烯层上方沉积单个分子来证明这一点。然后,他们可以通过监视和评估其发光来确定其距离。这个石墨烯诱导的分子发光调节为确定空间中的单个分子位置提供了极为灵敏和精确的“规则”。他们使用这种方法来测量由两层脂肪酸链分子组成的单层脂质双层的厚度,其总厚度仅为几纳米。

“我们的方法在超分辨率显微镜方面具有巨大的潜力,因为它使我们不仅可以横向(与早期方法一样)以纳米分辨率定位单个分子,而且可以沿第三方向以相似的精度定位,这使得能够在3D图像上进行真正的三维光学成像大分子的长度尺度。”该论文的第一作者Arindam Ghosh说。

该出版物的通讯作者,第三物理研究所所长JörgEnderlein教授补充说:“这将是一个功能强大的工具,可用于解决单个分子,分子复合物或小型细胞器中亚纳米级精度的距离。” )工作在哪里进行。


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