國際先驅(qū)導(dǎo)報文章 一本科幻小說里曾描繪過這樣一個情景：一群感光的納米粒子漫游在一個人的身體中,，它們幫助醫(yī)生繪制出這個人的終極醫(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)的一個研究團(tuán)隊正在努力實(shí)現(xiàn)這一計劃。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,，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,。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,，這時病毒外殼上的某些氨基酸會發(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，將擁有一個令人震驚的解析度——大約30納米,，也就是病毒的直徑,。
