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直接测量纳米级距离对于光学技术是一项挑战。10月10日，一项发表于《科学》的研究称，科学家使用发光分子、激光和显微镜改进了一种名为MINFLUX的方法，从而能够精确测量小至0.1纳米的距离，这相当于一个典型原子的宽度。

当蛋白质和大分子折叠成错误的形状时，它们的功能会受到影响。一些结构变化甚至在阿尔茨海默病等疾病中发挥了作用。德国马克斯-普朗克多学科科学研究所的Steffen Sahl表示，为理解这一过程，准确测定大分子内部原子及原子簇之间的距离至关重要。

Sahl和同事使用荧光构建了分子内部的“标尺”。他们将两个荧光分子附着在一个较大蛋白质分子的两个不同点上，并用激光束照射它们。根据这些发光分子释放的光，研究人员能够测量它们之间的距离。

研究人员使用这种方法测量了几种蛋白质分子间的距离，其中最短距离仅为0.1纳米。荧光标尺可以精确测量12纳米的距离，这意味着其测量范围比许多传统方法更宽。例如，研究人员观察了同一蛋白质的两种不同形态，其中一种形态的两点相距1纳米，而另一种相距4纳米，从而能够区分这两种形态。在另一项实验中，他们测量了一个人类骨癌细胞中的微小距离。

Sahl指出，研究团队利用几项最新技术实现了这种测量的精确性，例如更先进的显微镜和不闪烁、也不产生其他干扰效应的荧光分子。

“我不清楚他们是如何让显微镜如此稳定的，这项新技术无疑是一大进步。”奥地利维也纳大学的Jonas Ries表示，未来需要确定哪些特定分子能够利用这项新技术为生物学家的研究提供重要信息。

“尽管展现了令人印象深刻的精确度，但这项新技术在应用于更复杂的生物系统时，未必能达到相同的细节或分辨率。”英国癌症研究院的Kirti Prakash说。他还指出，其他几项新技术在测量更短距离方面已经具备了竞争力。

Sahl表示，其团队接下来将沿着两个方向展开工作——进一步完善该方法，并扩展可以深入观察的大分子数量。

相关论文信息：https://doi.org/10.1126/science.adj7368