在水相六方氮化硼界面通过单缺陷光谱对生物分子进行无标记识别
介观与纳米尺度物理
2024-09-30 v1
摘要
无标记单分子检测对于研究处于原生状态的生物分子至关重要，然而拥有内在分子特异性以在没有复杂功能化的情况下识别广泛分子的材料仍然具有挑战性。我们提出了一种方法，利用在水相六方氮化硼界面处选择性激活的缺陷发射来检测和识别生物分子，包括脂质、核苷酸和氨基酸。结合机器学习使用光谱分辨的单分子定位显微镜，我们收集单个事件的空间、光谱和时间数据，以揭示生物分子的光学指纹。这种方法使我们能够探测精细的化学差异，小至氨基酸侧链的单个去质子化，并以极高的细节检测界面处生物分子的动力学。作为概念验证，我们在单分子水平上高精度地识别了五种不同的氨基酸。我们的研究结果阐明了 hBN-生物分子相互作用，并突出了 hBN 用于无标记单分子识别的潜力。
引用
@article{arxiv.2409.18702,
title = {Label-free identification of biomolecules by single-defect-spectroscopy at the aqueous hexagonal boron nitride interface},
author = {Miao Zhang and Cristina Izquierdo Lozano and Stijn van Veen and Lorenzo Albertazzi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.18702},
year = {2024}
}