據(jù)physorg網(wǎng)站2007年7月6日?qǐng)?bào)告，加州理工學(xué)院應(yīng)用物理學(xué)家設(shè)計(jì)出一種利用顯微鏡光學(xué)設(shè)備探測(cè)生物分子的方法?，F(xiàn)已證明該方法可以有效地探測(cè)到一種顯示免疫系統(tǒng)功能的信號(hào)蛋白質(zhì)，即細(xì)胞因子（cytokine）。該方法具有廣泛的醫(yī)學(xué)應(yīng)用前景，不僅可以用于及時(shí)診斷癌癥和其它疾病，還可以用于基礎(chǔ)生物學(xué)研究。

據(jù)信息科技學(xué)教授兼應(yīng)用物理學(xué)教授克里·瓦哈拉稱，他的實(shí)驗(yàn)室先前曾發(fā)明了一種“超高Q微型環(huán)芯共振器”，新的探測(cè)技術(shù)正是以這項(xiàng)發(fā)明為核心。這是一種環(huán)形的玻璃設(shè)備，其寬度比人的頭發(fā)絲還要細(xì)，能夠非常有效地持續(xù)發(fā)光。瓦哈拉解釋稱：“憑借這一特點(diǎn)，該探測(cè)器的靈敏度可以達(dá)到單一分子的水平，雖然這有點(diǎn)不可思議?！彼麖?qiáng)調(diào)稱，最初的設(shè)想是探測(cè)依附于環(huán)形設(shè)備上的分子所引起的光學(xué)反應(yīng)?！半S著研究的深入，我們能夠觀察單分子探測(cè)事件，而且遠(yuǎn)比最初的設(shè)想要容易得多?！边@真是一個(gè)愉快的驚喜，究其原因，當(dāng)分子與微型環(huán)芯共鳴器內(nèi)部儲(chǔ)存的光發(fā)生相互作用時(shí)將產(chǎn)生熱量，而該設(shè)備可以準(zhǔn)確地記錄下這些熱量。瓦哈拉解釋道：“這種熱－光反應(yīng)使靈敏度提高了一百萬倍。”安德里亞·阿爾瑪尼在瓦哈拉的實(shí)驗(yàn)室工作，她把開發(fā)這種設(shè)備作為其論文研究的一部分，她強(qiáng)調(diào)稱，設(shè)備不僅有極高的靈敏度，還是可編程的，其方式是在它的表面涂上可以與特殊生物分子發(fā)生反應(yīng)的材料。

“該設(shè)備所觀測(cè)的分子是一種增長因子還是一種類似TNT的化學(xué)分子將由玻璃微型環(huán)芯的表面處理情況來決定?！毙疫\(yùn)地是，生物學(xué)界和化學(xué)界已經(jīng)開發(fā)出了把蛋白質(zhì)與玻璃表面相給合的技術(shù)，這種技術(shù)非常有效，因?yàn)榇蠖鄶?shù)顯微鏡載片是玻璃制成的。我們需要做的是采用這種技術(shù)來準(zhǔn)備我們的結(jié)構(gòu)。瓦哈拉強(qiáng)調(diào)稱，“把單一分子靈敏度與可編程探測(cè)法相結(jié)合，也就是說，無需為目標(biāo)分子帖上標(biāo)簽，這在以前還沒有先例，它將使新的試驗(yàn)和測(cè)量方法成為可能?！?生物學(xué)及生物工程學(xué)教授斯科特·弗拉瑟爾是該項(xiàng)目的合作者，他進(jìn)一步解釋道：“該技術(shù)將廣泛應(yīng)用于生物實(shí)驗(yàn)、醫(yī)學(xué)試驗(yàn)、甚至醫(yī)療領(lǐng)域。其優(yōu)勢(shì)在于它能夠探測(cè)到極少數(shù)的分子，而且無需為目標(biāo)分子帖上標(biāo)簽。憑借這種靈敏度，它甚至可以用于實(shí)時(shí)研究單一細(xì)胞釋放出的增長因子?！备ダ獱栄a(bǔ)充稱：“這是目前唯一具有這種必不可少的靈敏度和速度的傳感器?！?這種類型的實(shí)驗(yàn)對(duì)于監(jiān)測(cè)環(huán)境如何發(fā)生變化是非常重要的，比如監(jiān)測(cè)pH值或溫度，它可以影響一顆細(xì)胞的行為。目前，完成這類實(shí)驗(yàn)還必須使用數(shù)百萬顆的細(xì)胞，這經(jīng)常使結(jié)果較為模糊，因?yàn)檫@就好比試圖從合唱團(tuán)中挑選出一個(gè)單獨(dú)的聲音?！?在7月5日的《科學(xué)快訊》雜志網(wǎng)絡(luò)版上，該團(tuán)隊(duì)報(bào)告稱已經(jīng)成功地探測(cè)到一系列不同的分子，包括一種免疫反應(yīng)信號(hào)蛋白質(zhì)，即白細(xì)胞間介素－2（IL-2）。為了探測(cè)到IL－2，涂在該設(shè)備上的相應(yīng)分子是一種可以識(shí)別IL－2的特殊抗體。這種表面處理允許探測(cè)器表面與IL－2結(jié)合在一起，與此同時(shí)，熱－光機(jī)制提供了探測(cè)IL－2所必需的單分子級(jí)靈敏度，即使在血清中也可以達(dá)到這種靈敏度。

最令人興奮的是，該設(shè)備能夠在無需標(biāo)注的情況下實(shí)時(shí)地獲得單分子觀測(cè)結(jié)果。究其原因，它可以按程序探測(cè)幾乎任何一種生物分子，它是一種通用的探測(cè)器。正因如此，它將向所有的新實(shí)驗(yàn)敞開大門。