雷根斯堡大学 图中显示了两个分别带有两个染料分子(红点)的脱氧核糖核酸原点
在图的上半部分,染料分子彼此不相互作用,并且每个时间点都发射一个光子(小红点)
在图的下部,两种染料相互作用,表现为单一的染料分子
信用:费利克斯J
霍夫曼 谁没有在温和的夏夜仰望天空,思考宇宙的浩瀚?受过训练的眼睛可以看到仙女座星系的远处
多亏了最新的望远镜,我们知道它由超过一万亿颗恒星组成
在“纳米空间”中,单个光源的簇,如分子,也以点的形式出现
在空间上解决这些光源是超快纳米复制领域背后的动机,这是新的雷根斯堡超快纳米复制运行中心追求的目标,该中心是一个大型跨学科研究机构,将于2023年开放
博士周围的科学家
雷根斯堡大学的简·冯格桑博士
戈登·赫德利(格拉斯哥大学)和菲利普·汀内菲尔德(LMU慕尼黑)教授现在在《自然通讯》上报道了如何计算这种“纳米星”中的分子数量
" 研究小组将单个染料分子放置在彼此距离明确的地方
这是通过一种被称为“脱氧核糖核酸折纸”的新方法实现的
脱氧核糖核酸作为生物学的信息存储介质,其使用和编程方式是通过将脱氧核糖核酸折叠成所需的几纳米大小来排列分子
起初,折纸上的单个分子的荧光在光学显微镜下无法区分
为了真正分解分子,使用了另一个技巧
折纸结构发出的光穿过半透明的镜子,由镜子两侧的光电探测器记录下来
应当注意,单个分子在每个时间点只能发射单个光粒子,这只能由一个或另一个检测器记录,而不能由两者记录
通过考虑光到达单个探测器的时间顺序,可以推断出折纸结构中染料分子的准确数量
这样,单个染料分子可以被计数
染料分子的数量是由脱氧核糖核酸的程序决定的
单一染料的折纸结构只发射一个光量子,五个染料的折纸结构只发射五个光量子
各个染料分子也相应地相互作用
当暴露在光线下时,染料吸收能量
它既可以以光的形式再次发射,也可以将其传递给邻近的染料
然而,如果邻近的染料已经处于激发态,两个激发将会相遇
就像两辆车试图同时驶入一个停车场的情况一样,激励被破坏了
这种“湮灭”在分子光电子学中非常重要,例如在有机发光二极管或太阳能电池中,但在超分辨率显微术中也起作用
博士周围的研究小组
Vogelsang现在已经能够证明,染料分子之间的纳米级相互作用可以通过解析光粒子在两个光检测器上的捕获时间来直接跟踪
这种方法为分子复合物的超快纳米复制提供了一种新方法,也将在生命科学中得到应用
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