《科学》：检测单个分子的新方法

来自美国加州理工学院应用物理学系和生物学系的研究人员发现了一种能检测单个生物分子的显微光学新方法，并且用一种免疫系统的信号蛋白cytokines证实了此方法的有效性，他们预计这一方法可以用于多种医学领域，例如癌症和其它疾病的早期诊断，以及基础生物学研究等。这一研究成果公布在《Science》网络版快讯上。

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Published Online July 5, 2007
Science DOI: 10.1126/science.1145002
Label-Free, Single-Molecule Detection with Optical Microcavities [Abstract]

目前单分子检测技术需要标记靶标分子，这带来了许多实验上的不便，在这篇文章中，研究人员报告了一种高特异性，高敏感性的光学感应器，能有效的探测单个生物分子。

信息科学技术以及应用物理教授Kerry Vahala认为，这一新探测技术来源于之前的一项发明“超高Q微型环芯共振器”。它是面包圈形状的比人类头发还细的玻璃装置，Vahala表示：“探测器依靠这一特性将探测灵敏度提高到单分子水平。”

这一设计的最初目的是直接探测分子落到共振器后的光学反应，但是随着工作的进行，小组发现他们可以非常容易的探测到单个分子，除了拥有很高的灵敏度之外，科学家还可以在装置的表面镀上能和特定生物分子发生反应的物质。

因此我们可以利用它们设计实验来监测环境的变化情况，例如pH或温度能影响细胞的行为。目前这类实验需要针对数百万细胞群体进行，这就好像要从合唱中挑出单个声音一样困难。

在文中，研究小组报道了他们成功探测到一系列不同的分子，包括一个免疫反应信号蛋白IL-2，科学家镀上了一层特殊的识别IL-2的抗体，这使得探测器表面可以结合IL-2，而且可以提供探测单个IL-2分子水平的灵敏度，甚至是在血浆中。