千倍扩增显微镜法

生物大分子，如蛋白质，是由串联连接的构筑单元组成的。我们假设，可通过将单个蛋白质残基的侧链锚定到可膨胀聚合物上、切割主链酰胺键，并使残基彼此扩张分离到足以实现分别可视化的程度，从而对单个蛋白质残基进行成像。我们提出了千倍扩增显微镜（thousandfold expansion microscopy, 1000ExM），这是一种四网络互穿水凝胶架构，可实现从约18倍到超过1000倍的连续扩增（体积扩增达十亿倍）。在这些扩增倍率下，蛋白质和肽的结构均得以保持，这一点已通过对具有已知结构的蛋白质（纳米抗体、GFP）和一种研究充分的肽（mCLING）的分析得到验证。计算分析表明，1000ExM能够分辨相邻氨基酸残基，从而在常规光学显微镜上实现亚纳米级精度。我们预计，1000ExM将在蛋白质可视化与鉴定方面具有广泛用途，甚至有望应用于完整细胞和组织中。

生物大分子，如蛋白质，是由串联的构筑单元组成的。我们假设，可通过将单个蛋白质残基的侧链锚定到可膨胀聚合物上、切割主链酰胺键，并使残基彼此远离到足以分别被可视化的程度，从而实现对单个蛋白质残基的成像。我们提出了千倍扩增显微术（1000ExM），这是一种四网络互穿水凝胶结构，能够实现从约18倍到大于1000倍的连续扩增（体积扩增达十亿倍）。在这些扩增倍数下，蛋白质和肽的结构得以保持，这一点已通过对具有已知结构的蛋白质（纳米抗体、GFP）和一种研究充分的肽（mCLING）的分析得到验证。计算分析表明，1000ExM能够分辨相邻的氨基酸残基，从而在常规光学显微镜上实现亚纳米级精度。我们预计，1000ExM将在蛋白质可视化与鉴定中具有广泛用途，甚至有望应用于完整细胞和组织。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.05.31.729018v1?rss=1

🏷️ 扩增显微镜 超分辨成像 蛋白质结构 水凝胶 亚纳米分辨率