《自然》：纳米“手电”照亮细胞
也许用不了多久，研究人员就能用纳米级的“手电筒”观察细胞的全貌，它的视野甚至涵盖从脱氧核糖核酸（DNA）到蛋白质的所有事物，而这一切都源于纳米技术领域的一项新的突破。在最新出版的英国《自然》杂志上，研究人员描述了一种基于纳米线的新光源。尽管科学家目前仅对无生命材料进行了测试，但这种装置有望进入可见光显微镜之前从未涉足的天地——细胞的内部。
长期以来，电子显微镜和扫描探针显微镜一直用来在纳米量级上观察生物学结构，但同时，电子束却能够杀死大量有机体。研究人员曾试图用可见光达到相同的分辨率，并较少破坏样本。然而最大的问题在于，衍射往往使观察小于成像所用的光的波长的特征变得难以实现。光学研究人员想出了许多办法来克服这一局限，并最终利用光将分辨率达到20纳米的水平。但令人遗憾的是，这些方法都会损伤或毒害细胞，因此用它们研究生物学结构是不切实际的。
由美国加利福尼亚大学（UC）伯克利分校的化学家 Peidong Yang和生物物理学家Jan Liphardt领导的一个研究小组，发现用铌酸钾——一种低毒性材料，其液态在室温下化学性质很稳定——制成的纳米线不失为一种更为友好的替代方法。在将铌酸钾合成为纳米线后，研究人员将其放在溶液中移动，同时用红外激光照射，从而形成光学陷阱。当这种光学陷阱“捕捉”到红外线时，纳米线能够吸收一些红外线，同时以更高频率的绿光的形式将其重新释放出来。研究人员随后用这种迷你型绿光“手电筒”扫描玻璃上的金线样本，结果显示，其分辨率能够达到100纳米。UC伯克利分校的研究人员希望能够通过缩小纳米线的尺寸来增加其分辨率。
加利福尼亚大学圣地亚哥分校的化学家、纳米线专家 Deli Wang表示：“这项研究成果真的令人兴奋。”Wang说，在此基础上，研究人员有望在芯片上研制出用于生物学和化学感应的纳米级“手电筒”阵列。这一研究成果同时有可能使这种微型光源与扫描探针显微镜相结合，从而帮助科学家研究以前从未涉及的生物学结构。Wang认为：“它有无限的发展潜力。”
铌酸锂纳米线将使内窥镜有可能扫描单一细胞的内部结构。（图片提供：Nakayama等,《自然》）
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