據美國物理學家組織網6月（yuè）16日報道，最近，美國能源部（bù）勞倫斯-伯克利國家實（shí）驗室與（yǔ）德國斯圖加特大學研究人員合作，開發出了世界首個三維等離子標尺，能在納米（mǐ）尺度上測量大分（fèn）子係統在三維空（kōng）間的結構（gòu）。該標尺有助於科學家在研究生物的關（guān）鍵動力過程中（zhōng），以前所未有的精度來測量DNA（脫氧核糖核酸）和酶（méi）的作用、蛋（dàn）白質折疊、多肽運動、細胞膜震動等。研究（jiū）論文發表在最（zuì）新（xīn）一期（qī）《科學》雜誌上。
　　隨著電子設備和生物學研究（jiū）對象越來越小，人們需要一種能測量微小距離和結構變化的精確（què）工具。此前（qián）有一（yī）種等離子（zǐ）標尺，是基於電子表麵波（也叫“等離子體（tǐ）”）開發出的一種線性標尺。當光通過（guò）貴（guì）金屬，如金或銀納米粒子的限定維度或結構時，就會產生這種等（děng）離子（zǐ）體或表麵波（bō）。但目前的等離子標尺隻能測（cè）量一維距離長度，在測量（liàng）三維生物分子、軟物質作用過程方麵還有很大局（jú）限，其中等離子共振由於輻（fú）射衰減（jiǎn）而變弱（ruò），多粒子（zǐ）間的簡單耦合產生的（de）光譜很模糊，很難轉換為距離。

　　而新型三維等離子標尺克服了上述困難。該三（sān）維等離子標尺由5根金質納米棒構成，其中（zhōng）一個（gè）垂直（zhí）放在另外兩對平行的納（nà）米棒（bàng）中間，形成雙層H型（xíng）結構。垂直的納米棒和兩對平行納（nà）米棒之間會形（xíng）成強耦合，阻止了輻射衰減，引起（qǐ）兩個明顯的四極共振，由此能產生高分辨（biàn）率（lǜ）的等離子波譜。標尺中有任何結（jié）構上的變化，都會在波譜上產（chǎn）生明顯變化。另外，5根金屬棒的長度（dù）和方向都能獨立控製，其自由度還（hái）能區分方向和結構變化的重要程度。   

　　研究（jiū）人員還用高精度電子束光（guāng）刻和疊層納米技術製作了一係列樣品，將三維等離子標尺放（fàng）在玻璃的絕緣介質中，嵌（qiàn）入樣品進行測量，實驗結果與計算（suàn）出（chū）來的數（shù）據高度一致。與其他分子標尺相比，這種三維等離子標尺建立在化學染料和熒光共振能量轉移的基礎上，不會閃爍也不會產生光致褪色，在（zài）光（guāng）穩（wěn）定性和亮度（dù）上都很高。

　　談到（dào）應（yīng）用（yòng）前景，該研究領導者、伯克利實驗室負責人（rén）鮑（bào）爾?埃利維塞特說，這種三維等離子標尺是一種轉換器，可將（jiāng）其附著在DNA或RNA鏈多個位點，或放在蛋白質、多肽的不同位置，再現複雜大分子的完整（zhěng）結構和生物過程，追蹤這些過程的動態演變。