蛋白分子膜（蛋白膜）在生物傳感和生物材料領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。從納米尺度精確檢測(cè)蛋白分子的成膜過(guò)程對(duì)控制蛋白膜的品質(zhì)、理解蛋白膜的形成機(jī)制和評(píng)價(jià)蛋白膜的功能表現(xiàn)具有非常重要的意義。然而，目前尚缺少一種能夠精確表征蛋白分子在成膜過(guò)程中所有形態(tài)結(jié)構(gòu)的技術(shù)手段。例如：原子力顯微鏡雖然具有優(yōu)異的表面成像功能，但是它難以提供樣品的亞表面信息（表面以下的信息），無(wú)法揭示蛋白分子層的內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息。?

近日，中國(guó)科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“重慶研究院”）王化斌研究員團(tuán)隊(duì)和上海大學(xué)材料生物學(xué)研究所李江教授等團(tuán)隊(duì)合作，報(bào)道了一種同時(shí)具有表面和亞表面探測(cè)能力的納米級(jí)分辨太赫茲形貌重構(gòu)顯微技術(shù)。在本工作中，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)展了多介質(zhì)層有限偶極子近場(chǎng)理論模型，建立了基于樣品太赫茲近場(chǎng)光學(xué)顯微圖像來(lái)重構(gòu)樣品三維形貌的方法，實(shí)現(xiàn)了單個(gè)蛋白分子、蛋白網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、蛋白單分子層和蛋白復(fù)合層的精確檢測(cè)。建立的太赫茲形貌重構(gòu)顯微技術(shù)具有無(wú)損、無(wú)標(biāo)記的特點(diǎn)；同時(shí)具有表面和亞表面檢測(cè)能力；其側(cè)向分辨率與原子力顯微鏡相當(dāng)，垂直分辨率達(dá)到0.5 nm。該技術(shù)為研究生物分子、功能材料和半導(dǎo)體器件等樣品提供了一種全新的重要技術(shù)途徑。?

相關(guān)研究成果以“Near-Field Terahertz Morphological Reconstruction Nanoscopy for Subsurface Imaging of Protein Layers”為題發(fā)表于《ACS Nano》。重慶研究院楊忠波助理研究員為論文第一作者，重慶研究院王化斌研究員和上海大學(xué)材料生物學(xué)研究所李江教授為論文共同通訊作者。本研究工作得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院項(xiàng)目和重慶市自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目的資助。?

在前期研究中，研究團(tuán)隊(duì)還聯(lián)合攻關(guān)率先實(shí)現(xiàn)了單個(gè)生物大分子（免疫球蛋白和鐵蛋白）的太赫茲超分辨成像檢測(cè)（相關(guān)研究成果發(fā)表于《Small》）。?

　　相關(guān)論文鏈接：?

　　https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c12776?

　　https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202005814?

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