精确测定分子的化学结构是至关重要的任何分子相关领域和关键在于深刻理解它的化学、物理和生物功能。扫描隧道显微镜和原子力显微镜有杰出的能力形象分子骨架在现实空间中,但这些技术往往缺乏必要的化学信息准确地确定分子结构。拉曼散射光谱含有丰富的结构信息的分子振动。不同的分子和化学组表现出截然不同的拉曼光谱谱特性。原则上,因此,上述缺陷可以被克服的结合与拉曼光谱扫描探针显微镜,证明tip-enhanced拉曼光谱(参数),并打开了机会来确定单个分子的化学结构。半岛综合体育官方APP下载德甲
2013年,一个研究小组由Zhenchao盾和建国后中国科学技术大学(科大)证明sub-nanometre解决单分子拉曼第一次映射(https://doi.org/10.1038/nature12151),降低空间分辨率与化学识别能力下来~ 5。自那以后,世界各地的研究人员继续发展这种单分子拉曼成像技术探讨空间分辨率的极限是什么和如何最好的利用这项技术。
最近,中国科技大学组织发表的一份研究报告国家科学评论》(NSR)题为“视觉构建单个分子的化学结构通过扫描喇曼Picoscopy”,令空间分辨率提高到一个新的极限,提出先进的技术的一个重要的新应用程序。在这工作,通过开发低温超高真空系统在液氦温度下和微调高度本地化的等离子体领域尖端顶点,他们进一步压低空间分辨率1.5 single-chemical-bond水平,使他们能够实现完全的空间映射的各种内在分子振动模式和发现独特的干扰效应在对称和反对称振动模式。更重要的是,基于Angstrom-level分辨率实现和新的物理效应发现,结合拉曼指纹数据库的化学组,他们进一步提出一种新的方法,创造了作为拉曼扫描Picoscopy (SRP),来直观地构造一个分子的化学结构;见(一个)。
将SRP方法应用于一个镁卟啉分子模型,研究人员在科大获得一组真实空间成像模式不同的拉曼峰,并发现这些模式显示不同空间分布不同的振动模式。以典型的碳氢键的伸缩振动吡咯环为例,对反对称振动(3072厘米1)两个碳氢键,当地的偏振响应的相位关系是相反的。当尖端位于正上方两个债券之间的中心的贡献来自债券的拉曼信号消掉了,导致“eight-spot”功能在整个分子的拉曼图,最好的空间分辨率下降到1.5。这些“八景点”有很好的空间对应于四个吡咯环上的八个碳氢键的镁卟啉分子,表明检测灵敏度和空间分辨率达到了single-chemical-bond水平。拉曼成像模式的其他振动峰值也显示良好的通信相关的化学组的特征峰位置和空间分布(见(b)和(c))。同时提供的通信空间和能量分辨拉曼成像允许他们与当地振动成分化学组和视觉上组装各种化学组以“像”的方式在整个分子,从而实现建设一个分子的化学结构。
拉曼扫描picoscopy (SRP)是第一光学显微镜有能力想象一个分子的振动模式,直接构造一个分子的结构在现实空间。协议于本原理演示可以全面识别其他分子系统,并且可以成为一个更加强大的工具的帮助下成像识别和机器学习技术。
