半導體上的蛋白結合可用電化學方法檢測

    近日，德國海德堡大學的科學家與吉森大學的研究人員密切合作，成功的電化學檢測到蛋白結合的半導體材料，這多虧了基于電荷差異而研發出的一種新的調查方法。現在物理學家正在研究光學過程以實現在顯微鏡下檢測和定位蛋白結合，這種方法將在醫學研究和診斷領域具有新的應用。

    電化學檢測蛋白結合的基礎是實驗室產生的生物膜，后者包含所謂的支持性脂質單分子膜——一種作為分子膜至關重要的建構單元的二維分子結構。研究人員將這些膜放在半導體氮化鎵（GaN）的納米結構上，氮化鎵因它的化學和電化學穩定性以及*的光電子特性聞名（它是藍光LED器件中的一種具有重要應用價值的半導體）。科學家們利用電化學電荷傳感器檢測到混合生物膜-氮化鎵結構上的蛋白結合。

    傳感器測量了當蛋白結合到所謂的膜的脂質錨上時的電荷差異。這種混合的生物膜-氮化鎵結構的發展是基于海德堡大學田中元夢（Motomu Tanaka）教授帶領的生物系統的物理化學研究小組的博士研究生娜塔莉雅•弗蘭科爾（Nataliya Frenkel）的研究工作。海德堡的研究人員與吉森大學的半導體物理學家們在馬丁•艾柯夫（Martin Eickhoff）教授的指導下進行了傳感器應用方面的研究。

    這項發表在期刊《先進功能材料》上的研究為研發新的過程奠定了基礎，后者可以提供蛋白結合的光學證據。生物膜將被放置在基于氮化鎵的量子點上，量子點是指大小只有幾納米的結構。隨后將利用光激活量子點從而釋放輻射。細胞膜上的蛋白結合將改變放射的密度。研究人員已經展示了這一方法適合蛋白結合的光學檢測。目前他們正在與法原子能研究中心（CEA）密切合作研究具體的實現方法。

    為了加強光學檢測的強度，田中教授發起了由德國-日本大學聯盟HeKKSaGOn贊助的跨學科聯盟。除了來自海德堡大學的科學家們，這一聯盟還包括來自京都大學、吉森大學和巴塞羅那大學的研究小組，以及法原子能研究中心的合作伙伴。京都大學利用自己的SPIRITS項目已經為這一研究合作提供了兩年的啟動資金。

(來源：科技日報)