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这项研究的核心是一个纤维微腔。图片来源：威斯康星大学麦迪逊分校
科技日报记者 刘霞
美国威斯康星大学麦迪逊分校研究团队开发出迄今最灵敏的单分子检测和分析方法。利用他们开发的光学微谐振器（微腔）装置，科学家不用借助荧光标签即可观察单个分子，有助更好地了解物质组成部分如何相互作用，从而促进药物发现和先进材料开发。相关论文发表于新一期《自然》杂志。
研究负责人兰德尔·戈德史密斯表示，虽然科学家可从更大范围的材料和生物系统研究中收集有用信息，但观察单个分子的行为和相互作用是一种更精确地理解复杂系统的方式，并可能带来新发现。
研究团队开发的光学微谐振器（微腔）有一个极其微小的空间，光可以被困于其中，在几纳秒内与分子相互作用。微腔由位于光纤电缆顶部的小镜子制成，这些光纤镜使光能在微腔内非常快速地来回多次反射。分子被引入微腔后，当光穿过微腔时，不仅能检测分子的存在，还能获取有关分子的信息。这些信息可用于确定分子形状，从而揭示分子之间的相互作用。
戈德史密斯指出，虽然存在其他可以实现类似目的的方法，但它们往往需要大量样本材料且耗时较长，而新微腔技术几十秒内就可以给出答案。此外，虽然荧光标签广泛应用于很多领域，但它们可能会改变分子行为，从而掩盖分子之间自然的相互作用。而新的无标签方法则规避了这一点，并提高了分子检测效率。
研究团队计划进一步优化该技术的性能，并期望在此基础上更好地揭示分子的秘密。