一种用于3D分子结构快速分化的超分辨率显微镜方法

超分辨率显微镜方法对于揭示细胞结构和分子动力学至关重要。自从研究人员克服了大约250纳米的分辨率限制(同时因为他们的努力获得了2014年诺贝尔化学奖)，长期以来一直被认为是绝对的，显微镜方法取得了迅速进展。

现在，由LMU化学家Philip Tinnefeld教授领导的团队通过各种方法的组合取得了进一步的进步，在三维空间中实现了最高分辨率，并为一种全新的方法铺平了道路，以更快地对致密分子结构进行成像。新方法允许轴向分辨率低于0.3纳米。

研究人员将Tinnefeld团队开发的所谓pMINFLUX方法与利用石墨烯作为能量受体的特殊特性的方法相结合。pMINFLUX基于激光脉冲激发分子荧光强度的测量。该方法能够以仅1纳米的分辨率区分它们的横向距离。

石墨烯吸收距离其表面不超过40纳米的荧光分子的能量。因此，分子的荧光强度取决于其与石墨烯的距离，可用于轴向距离测量。

DNA-PAINT提高速度

因此，pMINFLUX与这种所谓的石墨烯能量转移(GET)的结合提供了所有三个维度的分子距离信息，并且以迄今为止可实现的最高分辨率低于0.3纳米。“GET-pMINFLUX的高精度为改进超分辨率显微镜的新方法打开了大门，”该论文的第一作者Jonas Zähringer说。

研究人员还利用这一点进一步提高了超分辨率显微镜的速度。为此，他们利用DNA纳米技术开发了所谓的L-PAINT方法。与DNA-PAINT相比，DNA-PAINT是一种通过结合和解结合用荧光染料标记的DNA链来实现超分辨率的技术，L-PAINT中的DNA链具有两个结合序列。

此外，研究人员设计了一个结合层次结构，使得L-PAINT DNA链在一侧结合的时间更长。这允许链的另一端以快速的速率局部扫描分子位置。

“除了提高速度外，这还允许扫描密集的团簇，而不是热漂移引起的失真，”Tinnefeld说。“我们的GET-pMINFLUX和L-PAINT的组合使我们能够在分子水平上研究结构和动力学，这对于我们理解细胞中的生物分子反应至关重要。

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