國際先驅(qū)導(dǎo)報(bào)文章 一本科幻小說里曾描繪過這樣一個(gè)情景：一群感光的納米粒子漫游在一個(gè)人的身體中，它們幫助醫(yī)生繪制出這個(gè)人的終極醫(yī)學(xué)系統(tǒng)映射圖,。
在現(xiàn)實(shí)中,，生物學(xué)家希望能把病毒改造成“納米攝像機(jī)”，由此拍下能展現(xiàn)活細(xì)胞內(nèi)部情形的,、獨(dú)一無二的圖像,，并由此使人們更好地了解病毒自身工作的原理。
美國印第安納大學(xué)的波格丹·德拉格內(nèi)亞和他所領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)正在努力實(shí)現(xiàn)這一計(jì)劃,。他們準(zhǔn)備將載有黃金粒子的病毒輸入細(xì)胞內(nèi),，由此獲得描繪細(xì)胞化學(xué)和物理活動(dòng)的、前所未有的清晰圖像,。
目前,，研究人員普遍使用一種名為“拉曼”的光譜技術(shù)來研究活細(xì)胞。當(dāng)激光照射到某些物質(zhì)上時(shí),，絕大多數(shù)散射光有著與入射光一致的波長,。但是一部分名為“拉曼”光譜的散射光卻有著不一樣的波長，這是由于受激物質(zhì)中的一些分子發(fā)生了特殊的振動(dòng)。據(jù)此,，研究人員可以繪制出細(xì)胞的初級特征形態(tài)圖,。
“拉曼”光譜非常虛弱，而把黃金納米粒子導(dǎo)入細(xì)胞可以增強(qiáng)“拉曼”信號,，其強(qiáng)度可以擴(kuò)至5倍甚至更多,。不幸的是，細(xì)胞把黃金納米粒子當(dāng)成異物,，會(huì)迅速將其清除,。但是，病毒已經(jīng)能夠抗拒這種被排斥性,。因此波格丹決定使用病毒來充當(dāng)特洛伊木馬,，它們將把黃金納米粒子偷偷帶入細(xì)胞內(nèi)。
為此,，研究人員采用一種“雀麥草花葉病毒”來感染大麥,，感染前先把這一病毒放置在一種堿性溶液中。這可以令病毒的外殼消解在氨基酸成分中,。接著,，他們降低溶液的pH值來讓病毒重組，此時(shí)溶液中存在著直徑僅為5納米的黃金粒子,。病毒重組完成后,，大多數(shù)病毒外殼下包含的是這些黃金粒子，而非先前的病毒RNA,。
把病毒放置在一種模擬細(xì)胞質(zhì)的培養(yǎng)基中,，用一種綠色激光探擊病毒，這時(shí)病毒外殼上的某些氨基酸會(huì)發(fā)射出典型的“拉曼”信號,，而黃金納米粒子強(qiáng)化了這些信號,。
“這使得我們能夠通過顯微鏡來對一個(gè)病毒進(jìn)行單獨(dú)觀察”，波格丹說——迄今為止,，生物學(xué)家們對病毒的研究還主要是以種群為單位,。
普林斯頓大學(xué)的病毒學(xué)家林恩·恩奎斯特說，這一技術(shù)是一次突破,。“我們目前對個(gè)體病毒的觀察方式還只限于通過使用電子顯微鏡來觀察固定標(biāo)本”,，他說，“若能對活體細(xì)胞內(nèi)的個(gè)體病毒進(jìn)行成像處理,，這將是一項(xiàng)了不起的技術(shù),。”
病毒也能繪制出細(xì)胞的化學(xué)性質(zhì)圖，因?yàn)?ldquo;拉曼”信號的變化依賴于病毒環(huán)境的pH值或電離值強(qiáng)度的變化,。如此繪制出的化學(xué)性質(zhì)圖,，將擁有一個(gè)令人震驚的解析度——大約30納米,，也就是病毒的直徑。
