科學家建立新型拉曼光譜技術

　　來自廈門大學的研究人員發表了題為“Revealing the molecular structure of single-molecule junctions in different conductance states by fishing-mode tip-enhanced Raman spectroscopy”的文章，解析單分子研究的最新進展，單分子結構分析是一種重要的結構生物學新技術，這項研究建立了針尖增強拉曼光譜技術 (Fishing-mode Tip-enhanced Raman Spectroscopy，FM-TERS)，有助于單分子結構分析。這一研究成果公布在《自然—通訊》(Nature Communications)上。

　　文章的通訊作者是廈門大學化學化工學院任斌教授，第一作者是劉鄭博士。Nature Communications是Nature出版集團在2010年推出的一份全新的網刊，這一刊物主要定位于出版自然科學各領域具重要突破的高質量研究成果，其學術內容包括生物、化學和物理學等，除此之外還包括Nature系列期刊所不能涵蓋的一些學科的成果，比如發育生物學，植物學，微生物學，生態和進化生物學等等方面。

　　2010年Nature Methods最值得關注技術中就包含有單分子結構分析，由于進行高分辨率，三維蛋白晶體結構分析是一項繁瑣的實驗研究，需要經過蛋白重表達，純化和結晶等步驟，許多有趣的生物結構，比如大型復合物和膜蛋白的相關蛋白處理步驟都很麻煩，而且從這些結晶學研究中也不能得到對于了解這些蛋白功能十分關鍵的蛋白動力學信息。因此科學家們開始轉向另外的方向，比如單分子結構分析。

　　拉曼光譜可以提供分子的指紋信息，可以在常規大氣和含水的條件下實時原位地研究體系，也因此在化學、物理、材料和生物等領域得到廣泛應用。而近年來新出現的針尖增強拉曼光譜(TERS)技術可以使得拉曼信號得到巨大的增強，甚至高達單分子的檢測靈敏度，因此被應用于生物樣品、染料分子和納米材料等方面。

　　據報道，在這篇文章中，研究人員建立了一套可于大氣環境下同時獲得單分子結的電學信息和拉曼光譜信息的釣魚式的針尖增強拉曼光譜技術(Fishing-mode Tip-enhanced Raman Spectroscopy，FM-TERS)。通過FM-TERS，他們高效地構建了金屬-分子-金屬結，并測量了分子結的電學性質，同時利用TERS技術的高空間分辨和高靈敏度的優勢，獲得了單個分子結通斷狀態下的結構變化的信息。由于FM-TERS可以簡單高效地在單分子水平上同時獲得分子結的電學和譜學信息，將有助于深入理解電子在分子內部的傳遞過程。

　　任斌教授課題組于2005 年研制出國內首臺針尖增強拉曼光譜(TERS)儀器，并致力于將該技術與其它表征方法相結合，提高TERS 儀器的靈敏度、穩定性以及多功能性，目前該課題組正在利用TERS開展納米光學、單分子、電化學等不同領域的研究。