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上海微系统所在纳米尺度下研究电子诱导生物蛋白结构转变机理取得重要进展
2016年10月07日    一室

  上海微系统所传感技术国家重点实验室陶虎课题组首次联用近场红外生物纳米成像与纳米成谱技术,突破光学衍射极限,空间分辨率达到10 nm,较传统红外光学表征技术提高了2个数量级,可在纳米尺度下研究电子诱导蚕丝蛋白结构转变机理,揭示蚕丝蛋白中关键构象的转变规律,并可控制备出系列二维和三维蚕丝蛋白纳米结构。此研究对深入探索蛋白质分子在电子或极端条件作用下的结构转变机制,以及可控制备蛋白质纳米结构等热点领域具有重要的指导意义。研究结果“Nanoscale Probing of Electron-regulated Structural Transitions in Silk Proteins by Near-field IR Imaging and Nano-spectroscopy”发表在2016107日的Nature Communications(DOI: 10.1038/ncomms13079 (2016))  

  蚕丝蛋白源自于天然蚕茧,具有优异的生物相容性、可控水溶性、光学和力学特性,在药物释放、人体组织工程、生物光子晶体以及瞬态柔性电子学领域被广泛使用。陶虎团队将蚕丝蛋白用作绿色生物光刻胶,通过电子束诱导其构象发生转变,联用近场红外纳米成像和纳米光谱技术,研究蚕丝蛋白中关键构象β-sheet与材料性质的对应关系,解释独特的“一胶两用”现象,并以此设计、制备出所需蚕丝蛋白二维和三维纳米结构。本研究进一步加深了人们对蚕丝蛋白结构性能关系的认识,拓展了其在生物绿色微纳加工领域的应用。 

  该项工作得到科技部重点研发计划、国家自然科学基金委、上海市科委国际合作项目等相关研究计划资助。合作单位包括美国德州大学奥斯汀分校、石溪大学、塔夫茨大学、麻省理工学院、劳伦斯伯克利国家实验室,以及上海交大、复旦大学附属华山医院等。 

   通过电子束精确控制生物蛋白在纳米尺度下的结构转变,实现复杂三维生物纳米结构制备 

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