中国科学院科研仪器设备研制项目——生物大分子相互作用可视化太赫兹近场光谱成像仪器研究

       本项目研制生物大分子相互作用可视化太赫兹近场光谱成像仪是一种与光学显微镜、电子显微镜功能互补的生物医学微观观测工具。目前太赫兹用于细胞和生物分子的研究主要停留在静态的、宏观的细胞或生物分子群体层面，对于需求迫切的纳米级单分子水平的太赫兹动态观测尚无相关的仪器设备。本项目采用纳米探针阵列与快速扫描机制相结合的声频调制-解调纳米探针阵列技术，结合太赫兹全固态发射-接收相干探测一体化设计，彻底摆脱太赫兹源和探测器对成像速度的限制，使太赫兹成像速度从目前数十分钟每帧图像提高到每百毫秒每帧图像，达到实时观测蛋白质分子之间相互作用的动态速度要求。该仪器具备纳米级的空间分辨率和毫秒级的时间分辨率，实现分子水平动态生物过程的实时可视化定量观测，为生命科学应用领域提供一个崭新的强有力工具。

       研究人员通过使用该仪器能够以一种前所未有的高时空分辨率方式深入了解复杂的生物系统和分子机制，即通过实时直接观察单个分子的功能活动，深入、定量探索生物分子相互作用随时间、距离的变化过程。该仪器将是迄今唯一能够直接实时观测生物分子动态活动的太赫兹近场光谱成像系统，为全面揭示蛋白质-蛋白质相互作用过程的重大科学问题提供技术支撑和设备保障。

       本项目采用纳米探针阵列与快速扫描机制相结合的声频调制-解调纳米探针阵列技术，结合太赫兹全固态发射-接收相干探测一体化设计，彻底摆脱太赫兹源和探测器对成像速度的限制，使太赫兹成像速度从目前数十分钟每帧图像提高到每百毫秒每帧图像，达到实时观测蛋白质分子之间相互作用的动态速度要求。该仪器具备纳米级的空间分辨率和毫秒级的时间分辨率，实现分子水平动态生物过程的实时可视化定量观测，为生命科学应用领域提供一个崭新的强有力工具。该仪器将是迄今唯一能够直接实时观测生物分子动态活动的太赫兹近场光谱成像系统，为全面揭示蛋白质-蛋白质相互作用过程的重大科学问题提供技术支撑设备保障。