p A vida depende de notáveis ​​arranjos de reações bioquímicas. Compreender o funcionamento das biomoléculas envolve o monitoramento em tempo real dessas reações. Acontecendo em apenas pequenas frações de milissegundo, isso é muito difícil, mesmo com instrumentos ópticos altamente sensíveis. Portanto, Ph.D. pesquisador Yuyang Wang usa uma 'nanotorca plasmônica, "uma única nanopartícula de metal que ilumina moléculas fluorescentes individuais, tornando possível agora detectar essas reações bioquímicas ultrarrápidas. Wang defende seu Ph.D. em 19 de junho. p Reações bioquímicas, especialmente aqueles que envolvem enzimas, são o que torna a vida possível. O estudo dessas reações constitui a base das ciências biofísicas modernas, e uma riqueza de informações foi revelada sobre a extensão e os prazos envolvidos. Até recentemente, biomoléculas e suas interações foram estudadas em nível de conjunto, onde muitas moléculas são estudadas em escalas de tempo muito mais tempo do que em uma reação bioquímica.

p Enfrente os quebra-cabeças biológicos

p A microscopia de fluorescência de molécula única (SMFM) é uma ferramenta essencial para obter uma visão biológica de sistemas moleculares complexos onde altas resoluções temporais e espaciais são necessárias. Usando SMFM, pode-se enfrentar os quebra-cabeças biológicos que são tradicionalmente impossíveis de resolver. Isso ocorre porque a sensibilidade de uma única molécula dá acesso às diferenças de tempo a tempo e de molécula a molécula associadas a processos biológicos complicados, que estão escondidos em observações de nível de conjunto.

p Contudo, a resolução temporal de SMFM é limitada pelo brilho de moléculas individuais devido à sua saturação de fluorescência intrínseca em alta potência do laser. Novas abordagens para aumentar o brilho são urgentemente necessárias para expandir as aplicações do SMFM para regimes mais rápidos. Yuyang Wang explorou, portanto, o uso de nanopartículas de ouro simples para aumentar o brilho máximo de moléculas individuais.

p Antenas em nanoescala

p Nanopartículas de metais nobres, partículas de ouro ou prata menores que 100 nanômetros, comportam-se como antenas em nanoescala. As moléculas de fluorescência que estão nas proximidades dessas partículas são significativamente afetadas e parecem muito mais brilhantes, como se fossem iluminadas por uma "nanotorch plasmônica". Wang prestou atenção especial ao comportamento de saturação de moléculas únicas perto de partículas plasmônicas, já que a saturação limita o brilho. Ele descobriu que nanopartículas plasmônicas únicas modificam o comportamento de saturação e aumentam o brilho máximo de moléculas individuais em até centenas de vezes. Ele também desenvolveu uma abordagem sistemática tanto na teoria quanto na prática para trabalhar com essas nanopartículas.

p Pela primeira vez, nanotorches plasmônicos únicos são agora inicialmente aplicados para a detecção de reações de enzimas fluorogênicas, uma etapa significativa de empurrar o aumento da fluorescência para o campo da enzimologia de molécula única. A pesquisa de Wang avança na compreensão da fluorescência aprimorada pelo plasmon e abre caminho para o estudo de processos biomoleculares rápidos.