从纳米尺度观察生物分子运动 株式会社生体分子计测研究所

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Category: Japanese Machinery

原子力显微镜的研究进展

研究人员对生物分子如抗体和 DNA的理解突飞猛进,也形成了多种学说,但仅靠目视去验证这些理论却几乎不可能。20 世纪 80 年代开发的原子力显微镜就是一个重大突破,其可以通过纳米分辨率拍摄静态图像来观察测量物质。位于日本茨城县筑波市的株式会社生体分子计测研究所(RIBM)则进一步推进该技术,成功研发出拍摄动态视频图像的高速原子力显微镜。

只做独一无二的

冈田孝夫博士曾在奥林巴斯光学株式会社工作,后进入旧通商产业省工业技术院联合研究中心担任组长,辞职后于 1999 年创建RIBM。RIBM定位自身为贸易、研发与制造型风险投资企业,其企业目标是引领综合纳米科技与生物科技的纳米生物测量技术的进步。公司约有 20 名技术娴熟的员工。

“多数员工具有生物学背景,能给客户提供专业支持。”生体分子计测部门的入仓钢如是说。他们的理念是成为“独一无二”。高速原子力显微镜(HS-AFM)安藤号的成功研制似乎已经为他们实现了“独一无二”的目标。

社长 冈田孝夫博士

超小型软悬臂探针 仅10微米长

比发丝直径更短的探针

2011 年,RIBM 将最初在金泽大学开发出的高速原子力显微镜商业化,该显微镜的特点是其超小悬臂式探针,仅 10 微米长(人的发丝直径介于 17 至 180 微米之间)。这种超小软悬臂探针可跟踪试样的轮廓,并利用光学杠杆原理检测其运动轨迹,从而使原子力显微镜以每秒 20 帧的速率生成轮廓视频图像。HS-AFM 安藤号被誉为全世界在该领域的第一个高速设备。在科研人员观察相关动力现象,如肌球 V 蛋白类似于“行走”运动测试中发挥了巨大的作用。

肌球 V 蛋白的“行走”运动视频图像

通过高速扫描观察纳米级动态行为

对研究人员来说这是一个有突破性的重要工具。主管生体分子计测部门的森井孝博士说,这种显微镜带来了诸多便利。高速扫描可以帮助我们观察分子动态,如其运动和反应,同时还可以高分辨率观察液体溶液中的软质材料。

走在科研最前沿

该纳米生物技术是科研的最前沿。RIBM 看到了该技术在制药公司药物研究方面的推广前景。但在目前的商业化阶段,其主要客户仍然是一流研究型大学以及国家研究机构。

全球第一台高速原子力显微镜 ---- HS-AFM 安藤号