Watching individual molecules flex within lipid membranes using SERS.
Watching individual molecules flex within lipid membranes using SERS.
复制标题
DOI：
10.1038/srep05940
复制
发表时间：
2014-08-12
影响因子：
4.6
通讯作者：
Baumberg JJ
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Taylor RW;Benz F;Sigle DO;Bowman RW;Bao P;Roth JS;Heath GR;Evans SD;Baumberg JJ
探究生物膜内的单个分子是加深我们对生命所必需的生物过程的理解的关键。使用拉曼光谱来映射分子振动是理想的非破坏性“指纹”生物分子的动态信息，其分子结构，组成和构象。这种对脂质生物膜内分子的无标签跟踪可以直接连接结构和功能。在本文中，稳定的共组装与金纳米组件在一个“纳米粒子上镜”的几何形状强烈增强了本地的光场，并减少了体积探测到几纳米3，使重复测量几十分钟相同的分子。强烈的间隙等离子体被组装在模型生物膜周围，提供扩散脂质的分子鉴定。我们的实验清楚地证明了通过拉曼光谱中的快速相关振动位移和强度波动来测量单个脂质的弯曲。这些跟踪分子通过与环境的相互作用在探针体积内经历弯曲和构象变化。该技术允许嵌入脂质生物膜内的分子的原位高速单分子调查。因此，它提供了一种新的方法来研究细胞膜的隐藏动力学对无数的生命过程很重要。
Interrogating individual molecules within bio-membranes is key to deepening our understanding of biological processes essential for life. Using Raman spectroscopy to map molecular vibrations is ideal to non-destructively ‘fingerprint’ biomolecules for dynamic information on their molecular structure, composition and conformation. Such tag-free tracking of molecules within lipid bio-membranes can directly connect structure and function. In this paper, stable co-assembly with gold nano-components in a ‘nanoparticle-on-mirror’ geometry strongly enhances the local optical field and reduces the volume probed to a few nm3, enabling repeated measurements for many tens of minutes on the same molecules. The intense gap plasmons are assembled around model bio-membranes providing molecular identification of the diffusing lipids. Our experiments clearly evidence measurement of individual lipids flexing through telltale rapid correlated vibrational shifts and intensity fluctuations in the Raman spectrum. These track molecules that undergo bending and conformational changes within the probe volume, through their interactions with the environment. This technique allows for in situ high-speed single-molecule investigations of the molecules embedded within lipid bio-membranes. It thus offers a new way to investigate the hidden dynamics of cell membranes important to a myriad of life processes.
登录
查看更多内容
影响因子：
4.2
作者：
Li, Li;Hutter, Tanya;Mahajan, Sumeet
通讯作者：
Mahajan, Sumeet
DOPC和DPPC的制备支持原子力显微镜和原子力光谱的平面脂质双层。
影响因子：
5.6
作者：
Attwood SJ;Choi Y;Leonenko Z
通讯作者：
Leonenko Z
影响因子：
3.4
作者：
Howland, Michael C.;Szmodis, Alan W.;Parikh, Atul N.
通讯作者：
Parikh, Atul N.
影响因子：
2.4
作者：
Xu, HX;Aizpurua, J;Apell, P
通讯作者：
Apell, P
影响因子：
3.4
作者：
Leonenko, ZV;Finot, E;Cramb, DT
通讯作者：
Cramb, DT