《科學》：檢測單個分子的新方法

來自美國加州理工學院應用物理學系和生物學系的研究人員發現了一種能檢測單個生物分子的顯微光學新方法，并且用一種免疫系統的信號蛋白cytokines證實了此方法的有效性，他們預計這一方法可以用于多種醫學領域，例如癌癥和其它疾病的早期診斷，以及基礎生物學研究等。這一研究成果公布在《Science》網絡版快訊上。

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

目前單分子檢測技術需要標記靶標分子，這帶來了許多實驗上的不便，在這篇文章中，研究人員報告了一種高特異性，高敏感性的光學感應器，能有效的探測單個生物分子。

信息科學技術以及應用物理教授Kerry Vahala認為，這一新探測技術來源于之前的一項發明“超高Q微型環芯共振器”。它是面包圈形狀的比人類頭發還細的玻璃裝置，Vahala表示：“探測器依靠這一特性將探測靈敏度提高到單分子水平。”

這一設計的最初目的是直接探測分子落到共振器后的光學反應，但是隨著工作的進行，小組發現他們可以非常容易的探測到單個分子，除了擁有很高的靈敏度之外，科學家還可以在裝置的表面鍍上能和特定生物分子發生反應的物質。

因此我們可以利用它們設計實驗來監測環境的變化情況，例如pH或溫度能影響細胞的行為。目前這類實驗需要針對數百萬細胞群體進行，這就好像要從合唱中挑出單個聲音一樣困難。

在文中，研究小組報道了他們成功探測到一系列不同的分子，包括一個免疫反應信號蛋白IL-2，科學家鍍上了一層特殊的識別IL-2的抗體，這使得探測器表面可以結合IL-2，而且可以提供探測單個IL-2分子水平的靈敏度，甚至是在血漿中。