零模式波导纳米孔用于生物细胞中单分子检测.
Sora Yang1, Nils Klughammer2, Anders Barth2
1Oncode Institute, Hubrecht Institute-KNAW and University Medical Center Utrecht, Uppsalalaan 8, 3584 CT, Utrecht, The Netherlands.
ACS nano
|October 4, 2023
概括
研究人员开发了过度磨的零模式波导 (ZMWs),以实现活细胞中单分子成像. 这些纳米可以减少背景噪声,允许对单个蛋白质进行可视化,即使细胞内度高.
科学领域:
- 生物物理学的生物物理.
- 光学显微镜的使用方法
- 细胞生物学 细胞生物学
背景情况:
- 单分子光成像通常需要非常低的蛋白质度 (亚纳米).
- 活细胞中的高细胞内蛋白质度对隔离单个分子构成重大挑战.
- 现有的技术,如全内部反射光 (TIRF) 显微镜,与高背景光作斗争.
研究的目的:
- 开发一种方法,在活细胞中实现单分子观测.
- 为了克服活细胞成像中高细胞内蛋白质度的局限性.
- 为了能够在高背景细胞环境中检测单个蛋白质,特别是与膜结合的蛋白质.
主要方法:
- 利用过度磨的零模式波导 (ZMWs) 来创建可调节的纳米井.
- 从理论和实验上描述了ZMW纳米孔的光学特性.
- 研究了细胞透和突起形成到ZMW纳米洞中.
- 与全内部反射光 (TIRF) 显微镜相比,ZMW纳米孔性能进行了比较.
主要成果:
- 在膜中过度磨ZMWs创建了可调节的纳米孔,允许细胞透.
- 在纳米井内证明了出色的信号封闭和5倍的光增强.
- 观察到稳定的细胞突出进入ZMW纳米洞,促进活细胞成像.
- 成功降低了细胞质背景光,从而能够检测到单个膜结合的光体.
结论:
- 过度磨的ZMW纳米显著降低了观测量和背景噪声.
- 这种技术可以在活细胞中进行单分子成像,克服高细胞质度.
- ZMW纳米为研究其原生细胞环境中的单个蛋白质提供了一种有前途的方法.
