用紅外納米光譜法觀察單個(gè)蛋白質(zhì)

利用基于近場(chǎng)光學(xué)顯微鏡的先進(jìn)測(cè)量技術(shù)，觀察了單個(gè)蛋白質(zhì)的紅外振動(dòng)光譜。該方法利用納米尺度的光，允許對(duì)極小樣品進(jìn)行詳細(xì)分析，這在以前是傳統(tǒng)紅外光譜的挑戰(zhàn)。這一成就代表了技術(shù)創(chuàng)新的重大進(jìn)步，如超靈敏和超分辨率紅外成像，以及單分子振動(dòng)光譜。

紅外光譜被廣泛應(yīng)用于各種材料的結(jié)構(gòu)和化學(xué)分析，因?yàn)樗梢詼y(cè)量振動(dòng)光譜，通常被稱為“分子指紋”。近年來(lái)，隨著納米技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)超高靈敏度和超分辨率紅外成像的需求日益增加。然而，傳統(tǒng)的紅外光譜在測(cè)量極小的樣品或?qū)崿F(xiàn)納米尺度的空間分辨率方面受到限制。例如，即使是具有良好靈敏度的紅外微光譜學(xué)也需要超過一百萬(wàn)種蛋白質(zhì)才能獲得紅外光譜，這使得僅測(cè)量一種蛋白質(zhì)是不可能的。

由分子科學(xué)研究所的Jun Nishida(助理教授)和Takashi Kumagai(副教授)領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)跨學(xué)科研究小組，利用基于近場(chǎng)光學(xué)顯微鏡的先進(jìn)測(cè)量技術(shù)，成功地觀察了由約500個(gè)氨基酸殘基組成的單個(gè)蛋白質(zhì)的振動(dòng)光譜。該方法利用納米尺度的光，允許對(duì)極小樣品進(jìn)行詳細(xì)分析，這是傳統(tǒng)紅外光譜的挑戰(zhàn)。

在他們的研究中，研究小組在金底物上分離了一個(gè)單一的蛋白質(zhì)，一個(gè)由稱為f1 - atp酶的蛋白質(zhì)復(fù)合物組成的亞基，并在環(huán)境中進(jìn)行了近場(chǎng)紅外光譜測(cè)量。他們成功地獲得了單個(gè)蛋白質(zhì)的紅外振動(dòng)光譜，這是一個(gè)重大的進(jìn)步，可能會(huì)導(dǎo)致表征單個(gè)蛋白質(zhì)的局部結(jié)構(gòu)組織。這些信息對(duì)于理解蛋白質(zhì)復(fù)合物和膜蛋白的復(fù)雜功能尤其重要，可以更深入地了解它們的機(jī)制和相互作用。此外，他們還開發(fā)了一個(gè)新的理論框架來(lái)描述紅外近場(chǎng)與蛋白質(zhì)之間的納米級(jí)相互作用?；谶@一理論，研究小組能夠定量地重現(xiàn)他們觀察到的實(shí)驗(yàn)振動(dòng)譜。這些結(jié)果對(duì)于生物分子和各種納米材料的化學(xué)分析具有不可估量的價(jià)值，為納米紅外光譜的廣泛應(yīng)用鋪平了道路。

來(lái)源：AAAS

異丁醛（也稱為2-丁醛，化學(xué)式：C4H8O）是一種有機(jī)化合物，屬于醛類化合物。以下是異丁醛的一些化學(xué)性質(zhì)：

1. 功能團(tuán)：異丁醛分子中含有一個(gè)醛基（─CHO功能團(tuán)），即碳氧雙鍵和一個(gè)氫原子。

2. 溶解性：異丁醛具有一定的溶解性。它可以在水和許多有機(jī)溶劑中溶解，如乙醇、醚等。

3. 氧化性：異丁醛易被氧氣氧化成相應(yīng)的酸。

4. 反應(yīng)活性：異丁醛是一種活潑的化合物，可以與多種化學(xué)物質(zhì)發(fā)生以下反應(yīng)：

   - 還原反應(yīng)：可以被還原劑還原為相應(yīng)的醇。

   - 加成反應(yīng)：與親核試劑（如氨、氫氯化物）加成反應(yīng)，形成相應(yīng)的加成產(chǎn)物。

   - 導(dǎo)入反應(yīng)：與親電試劑（如酸性條件下的醇或酰氯）反應(yīng)，發(fā)生導(dǎo)入反應(yīng)，形成醇或酯。

5. 異構(gòu)性：異丁醛和正丁醛（1-丁醛）是同分異構(gòu)體，它們的分子結(jié)構(gòu)不同。

需要注意的是，異丁醛是一種具有刺激性氣味的液體，在處理和使用時(shí)應(yīng)采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施。同時(shí)，由于異丁醛易燃，應(yīng)避免與火源接觸和存放在易燃物質(zhì)附近。