蛋白质通常被认为是机体的主力，是生命过程中最重要的生物分子之一。它们为细胞和组织提供了结构基础，并执行一系列令人眼花缭乱的任务，从新陈代谢能量和帮助细胞相互沟通，到保护身体不受病原体侵袭和指导细胞分裂和生长。

 

由于蛋白质功能障碍与许多严重疾病有关，蛋白质是大多数治疗药物的主要靶点。

 

在一项新的研究中，Shaopeng Wang和他的同事详细描述了一种检测蛋白质的方法。为了做到这一点，他的团队巧妙地利用了一种被称为表面等离子体共振(SPR)的现象，并将其整合到一种新型的显微镜中。

 

尽管SPR已经成为一种强大的技术，用于研究非常小的世界，包括细菌和病毒的相互作用，这项研究标志着首次SPR成功用于单个分子成像，在这个例子中，是蛋白质。这种新方法被称为等离子体散射显微术。

 

王说:“开发这项技术的竞赛实际上在20年前就开始了。”该小组与第一作者NJ Tao一起计算出，一种经过修饰的SPR应该具有分解单个蛋白的敏感性，尽管这需要大量的准备工作才能实现。

 

王是生物电子和生物传感器生物设计中心的研究员。这项新研究发表在《自然方法》杂志的高级网络版上。本中心博士后张鹏飞是该论文的第一作者。

 

使用SPR，研究人员可以研究细胞表面蛋白质的动力学——药物设计的主要目标——这对于使用x射线晶体学或核磁共振波谱(通常用于表征蛋白质的两种传统技术)观察尤其具有挑战性。

 

但什么是表面等离子体?“金属的一个特性是你有很多自由电子，”王说，杏耀代理开户他指的是不受原子束缚的电子。“当入射光照射在这些电子上时，光中的能量会使这些电子产生共振。这些振荡的电子在金属表面产生波。这就是表面等离子体共振。

 

为了使用SPR检测分析物分子(如蛋白质)与受体分子的结合，受体分子通常被固定在传感器表面，而分析物分子被添加到水溶液中。偏振光通常定向在一个薄金膜的表面下，在那里表面等离子体在入射光的一个特定角度产生。表面等离子体对光的表面约束被看作是反射光强度的降低。

 

当蛋白质分子与固定化受体分子结合时，金表面的折射率发生变化，改变了表面等离子体共振条件，产生信号强度的增加。

 

为了完善和校准该系统，研究人员首先观察了聚苯乙烯纳米颗粒的结合事件，其大小可以精确控制。纳米颗粒还具有产生更高对比度的优势， 杏耀娱乐信誉如何 ，有助于SPR检测。使用越来越小的纳米颗粒使得研究小组能够达到生物蛋白的微小尺寸。

 

为了达到如此令人印象深刻的分辨率，研究人员使用了SPR技术的一种变体，从上而非下检测蛋白质结合事件上的光线，这极大地消除了背景噪音，产生了清晰的图像。由于结合蛋白使SPR光向各个方向散射，从顶部检测避免了反射光，大大提高了图像质量。

 

王把这种效果比作在黑暗的背景幕上看到星星，而在白天嘈杂的背景下，眼睛是看不见星星的。由于SPR对传感器表面附近的光场产生很强的增强，使蛋白质信号清晰，因此可以在不需要非常强光源的情况下实现对单个蛋白质的检测。

 

蛋白质结合亲和力是设计更安全、更有效药物的关键参数之一，杏耀注册通过聚焦于此，新的SPR技术将在生物医学领域拥有光明的前景，并在分子尺度上为基础问题提供新的思路。