对于从事高分辨率荧光显微镜研究的研究人员来说，有个好消息：生物相容性分子尺首次可用于校准最新的超分辨率显微镜方法。

最新的超分辨率显微镜方法现已实现几纳米范围内的光学分辨率。这对应于细胞分子尺寸范围内的分辨率。然而，目前还无法验证多蛋白复合物等细胞构建模块实际达到的分辨率，因为没有可以在几纳米距离的精确定义位置上用染料标记的生物分子参考系统。

德国巴伐利亚州维尔茨堡朱利叶斯·马克西米利安大学 (JMU) 鲁道夫·菲尔肖中心综合与转化生物成像中心的 Gerti Beliu 博士和 Markus Sauer 教授领导的团队现在提供了一个转折点。他们在《先进材料》杂志上提出了新型生物相容性分子尺，即 PicoRulers(基于蛋白质的成像校准光学尺)。

利用遗传密码扩展和点击化学，该团队成功构建了这些定制的分子标尺。它们可以用作荧光显微镜中的精确生物分子参考结构。

分子水平的精确度

PicoRulers 基于三部分蛋白质 PCNA(增殖细胞核抗原)，它在 DNA 复制和修复中发挥着核心作用。通过在精确定义的位置精确引入非天然氨基酸，该蛋白质已被修饰，使得荧光染料或其他分子可以以最小的连接错误特异性地点击到其上。

这使得研究人员能够在精确定义的细胞生物分子上以前所未有的精度测试最新超分辨率显微镜方法的分辨率。

Markus Sauer 说：“在亚 10 纳米级别解析真实生物结构的能力标志着生物成像的新时代。与以前使用的人造大分子相比，我们的 PicoRuler 不仅具有生物兼容性，而且还具有无与伦比的精度用于在现实条件下测试分辨率。”

打开研究细胞复杂过程的大门

这项技术的应用远远超出了传统显微镜的界限。“我们的 PicoRuler 不仅是一种进行更精确测量的工具，而且还为对细胞内发生的复杂过程进行更深入、更详细的研究打开了大门，”Gerti Beliu 解释道。

从长远来看，PicoRulers 的进一步发展可能会改变分子分辨率的生物和医学成像。它们首次使得验证和提高新的超分辨率显微镜方法在生物样品上的分辨率潜力成为可能。这使它们成为未来阐明细胞中生物分子的分子组织和相互作用的宝贵工具。