使用超出零模式波导的纳米腔天线揭示单个蛋白质在外体上的结合事件
Qingxue Gao1,2, Peilin Zang1,2, Jinze Li1,2
1School of Biomedical Engineering (Suzhou), Division of Life Sciences and Medicine, University of Science and Technology of China, 230026 Hefei, China.
ACS applied materials & interfaces
|October 9, 2023
概括
这项研究引入了纳米空洞天线 (λvNAs) 来监测异构体 (EXOs) 上的单分子相互作用. 这些λvNA能够精确地观察EXO表面结合事件,克服了以前的尺寸限制.
科学领域:
- 生物技术是生物技术.
- 纳米技术纳米技术
- 分子生物学分子生物学
背景情况:
- 外体细胞 (EXO) 在生物过程中至关重要,理解它们的表面受体相互作用是阐明它们功能的关键.
- 由于尺寸限制,目前的方法难以监测纳米尺寸生物分子相互作用在较大的纳米尺寸外体上.
研究的目的:
- 开发一种新的纳米空腔天线 (λvNA) 系统,用于观察外体体上单分子相互作用.
- 为了克服现有的纳米结构天线在研究外体表面动力学方面的局限性.
主要方法:
- 开发了以直径接近可见光波长的纳米空洞天线 (λvNA).
- 与零模式波导 (ZMW) 相比,在较大的纳米腔中产生单分子光效应的有效激发体积.
- 将负载的外体 (50-150 nm) 转化为优化的 λvNA (300-500 nm),以实现高占用率.
主要成果:
- 实现了最佳的信号噪声比为19.5,直径为300nm,发生角度为~50°.
- 证明成功地监测了单个跨膜CD9蛋白在外体和抗CD9单克隆抗体之间的结合事件.
- 展示了λvNAs处理较大的生物材料的能力,扩展了超出亚波长ZMWs的应用.
结论:
- 纳米腔天线 (λvNA) 提供了一个可行的平台,用于研究单分子与外体和其他大型纳米材料的相互作用.
- 这项技术增强了我们对外体生物和受体功能的理解.
- λvNAs显著扩大了复杂生物系统单分子分析的范围.
