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科研突破X射线激光器可以观测超快分子动态OFweek激光网dd-【新闻】

发布时间:2021-04-11 17:12:54 阅读: 来源:羊肉切片机厂家

科研突破:X射线激光器可以观测超快分子动态 - OFweek激光网

OFweek激光网讯:威斯康星大学Milwaukee分校的研究团队,用X射线激光器以慢动作的形式展示了一个光敏性生物分子的快速动态。 人们能够在这一技术的基础上,以原子水平的空间分辨率和超快的时间分辨率制作纳米世界的电影, 领导这项研究的MariusSchmidt教授说。 研究人员将PYP蛋白(photoactiveyellowprotein)作为模式系统,PYP是一种蓝光感受蛋白,在特定细菌的光合作用中起作用。PYP蛋白捕获蓝光光子之后,会经过一系列中间结构获得光子的能量,然后再回到初始状态。PYP光循环的绝大多数步骤已经被人们研究过了,是验证新方法的理想模型。 为了获得PYP的动态快照,研究人员制造了微小的PYP晶体,这些晶体的直径大多小于0.01毫米。他们在LCLS(目前最强的X射线激光器)系统中喷射这些微晶体,并用精确同步的蓝光脉冲启动它们的光循环。LCLS生成了极短极密集的X射线快照,捕捉到了PYP在光循环不同阶段的形态改变,分辨率达到了前所未有的0.16纳米。随后研究人员将自己获得的快照组成视频,展示了慢动作的PYP光循环。 这项研究再现了PYP光循环的所有已知过程,验证了这个新技术的可靠性,同时还揭示了PYP光循环的更多细节。这一技术的时间分辨率非常高,能揭示不到1皮秒的分子活动,这是以前无法想像的。 这是一个真正的突破, 文章的共同作者HenryChapman教授说。 我们现在可以在原子水平上对动态过程进行时间分辨研究。 与其他方法相比,X射线激光器在研究超快分子动态时有着更多的优势。该技术能生成世界上最明亮的X射线,提供飞秒级别的时间分辨率。X射线激光器成像时使用新鲜样本,样本中不会积累辐射伤害,而且特别适合研究非常小的晶体。实际上,一些很难结晶的生物分子只能用X射线激光器进行研究。另外,晶体小也有助于分子的同步,使人们能更灵敏的检测到分子发生的改变。换而言之,X射线激光器能够揭示其他方法无法企及的分子动态。

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