白光干涉谱扫描成像技术：无标记生物分子成像新突破

"使用扫描光谱干涉法进行无标记生物分子成像" 本文介绍了一种基于白光干涉和光谱检测的无标记生物分子成像技术。这项技术通过测量生物分子间特异性结合引起的厚度变化来检测特定分析物的存在。为了从光谱中解析出厚度信息，开发了一种光谱位移算法。实验仪器的轴向分辨率可以达到约1纳米，这使得能够检测到极微量（约1 ng/mm²）的蛋白质或DNA。 在生物医学工程领域，这种无标记成像方法具有重大意义，因为它无需使用荧光标签或其他标记物，减少了对生物样品的干扰和潜在的生物活性损失。传统的生物分子检测方法通常依赖于标记物，这可能导致非特异性的结合和信号噪声。而此技术利用了生物分子结合引起物理变化的原理，通过高精度的光学测量来检测这些变化，从而提高了检测的特异性和敏感性。 文章中提到，该研究由清华大学生物医学工程系、约翰斯·霍普金斯大学生物医学工程系以及北京生物芯片国家工程研究中心的多个团队合作完成。作者们共同做出了等量的贡献，并且提供了相应的联系方式以供进一步的学术交流。 该研究的技术细节包括白光干涉的运用，它涉及将宽光谱的光源通过样品，然后通过干涉仪分析反射光的光谱。当生物分子之间发生结合时，会导致样品层的厚度变化，进而改变反射光的相位。通过光谱位移算法，可以从这种相位变化中解耦出微小的厚度变化，从而实现对生物分子结合事件的探测。 此外，文章指出，由于这种方法的高分辨率，它可以检测到纳米级的厚度变化，使得检测极限达到非常低的浓度水平。这对于早期疾病诊断、药物发现和生物分子相互作用的研究至关重要。例如，它可以用于监测细胞膜上的受体与配体的相互作用，或者追踪蛋白质聚集过程，这些都是生物医学研究中的重要问题。 这篇论文展示了扫描光谱干涉法在无标记生物分子成像中的潜力，为生物分析提供了一种更为精确和温和的工具。这项技术的创新性和实用性使其在未来的生物科学研究和临床应用中具有广阔的应用前景。