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对生物系统机制的全面理解需要通过多维测量对多种互补性分子性质进行关联分析。高速原子力显微镜（HS-AFM）是一种强有力的工具，能够以高时空分辨率在单分子水平阐明生物分子的结构动力学。然而，仅有结构信息往往不足以充分理解生物功能机制。在此，我们报道了高速原子力-拉曼显微镜（HS-AFRM），该技术可实现将视频速率结构成像与化学键分析相结合的多模态测量。拉曼光谱是一种强大且无损伤的技术，通过探测分子振动提供化学信息。我们实现了若干关键技术发展，从而促进了HS-AFM与微区拉曼光谱的无缝集成，使结构与化学信息的可靠关联测量成为可能。我们利用具有代表性的样品验证了所开发系统的通用性，其中包括二维材料和一种蛋白质。此外，我们展示了对周围环境变化的探测，而这仅靠HS-AFM无法实现。我们还证明了结合荧光光谱的多模态测量可作为一种额外的实用扩展。这种多模态方法显著增强了HS-AFM的分析能力，为在多种研究领域揭示相关联的结构与化学性质提供了一个强有力的平台。
对生物系统底层机制的全面理解，要求通过多维测量对多种互补的分子性质进行关联分析。高速原子力显微镜（HS-AFM）是一种强有力的工具，能够以高时空分辨率在单分子水平揭示生物分子的结构动力学。然而，仅有结构信息往往不足以充分理解生物功能机制。在此，我们报道了高速原子力-拉曼显微术（HS-AFRM），该技术能够实现将视频速率结构成像与化学键分析相结合的多模态测量。拉曼光谱是一种强大的无损技术，通过探测分子振动提供化学信息。我们实现了若干关键技术发展，促成了HS-AFM与显微拉曼光谱的无缝集成，从而能够可靠地开展结构与化学信息的关联测量。我们利用具有代表性的样品验证了所开发系统的通用性，包括二维材料和一种蛋白质。此外，我们展示了对周围环境变化的探测能力，而这类信息仅凭HS-AFM本身无法获得。我们还展示了结合荧光光谱的多模态测量，作为进一步具有实用性的拓展。这种多模态方法显著增强了HS-AFM的分析能力，为在多种研究领域揭示相关联的结构与化学性质提供了一个强有力的平台。
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.06.743386v1?rss=1
🏷️ 高速原子力显微镜 拉曼光谱 多模态成像 单分子动力学 结构-化学关联
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