Написано AZoNano 17 сентября 2019 ]

Исследователи из Геттингенского университета разработали новый метод, который использует необычные свойства графена для электромагнитного взаимодействия с флуоресцентными (светоизлучающими) молекулами. Этот метод позволяет ученым в первый раз оптически измерять чрезвычайно малые расстояния, порядка 1 тенге (одна десятитысячная часть метра) с высокой точностью и воспроизводимостью. Это позволило исследователям оптически измерить толщину липидных бислоев, материала, который образует мембраны всех живых клеток. Результаты были опубликованы в Nature Photonics .

Исследователи из Геттингенского университета во главе с профессором Эндерляйном использовали один лист графена, толщиной всего один атом (0,34 нм), для модуляции излучения светоизлучающих (флуоресцентных) молекул, когда они приближались к листу графена. Превосходная оптическая прозрачность графена и его способность модулировать в пространстве эмиссию молекул сделали его чрезвычайно чувствительным инструментом для измерения расстояния отдельных молекул от листа графена. Точность этого метода настолько хороша, что даже малейшие изменения расстояния около 1 Ангстрема могут быть разрешены. Ученые смогли показать это, разместив отдельные молекулы над слоем графена. Затем они могли бы определить свое расстояние, контролируя и оценивая их излучение света. Эта индуцированная графеном модуляция молекулярного светового излучения обеспечивает чрезвычайно чувствительную и точную «линейку» для определения положений отдельных молекул в пространстве. Они использовали этот метод для измерения толщины отдельных липидных бислоев, которые состоят из двух слоев молекул цепей жирных кислот и имеют общую толщину всего несколько нанометров.

«Наш метод обладает огромным потенциалом для микроскопии сверхвысокого разрешения, поскольку он позволяет нам локализовать отдельные молекулы с нанометровым разрешением не только в поперечном направлении (как в более ранних методах), но и с аналогичной точностью вдоль третьего направления, что обеспечивает истинное трехмерное оптическое изображение на шкале длины макромолекул ", говорит Ариндам Гош, первый автор статьи.

«Это будет мощный инструмент с многочисленными приложениями для разрешения расстояний с точностью до субнанометра в отдельных молекулах, молекулярных комплексах или небольших клеточных органеллах», добавляет профессор Йорг Эндерляйн, соответствующий автор публикации и руководитель Третьего института физики (биофизики), где проходила работа.

Источник: https://phys.org/