對於使用高解析度螢光顯微鏡的研究人員來說，這是一個好消息： 生物相容分子標尺尺首次可用於校準最新的超解析度顯微鏡方法。超分辨顯微鏡的最新進展使光學解析度達到了幾奈米，與細胞分子的大小相當。然而，由於缺乏能夠在奈米級距離上進行精確染料標記的生物分子參考系統，因此在多蛋白複合物等細胞成分上驗證這種分辨率一直是個挑戰。

PicoRuler： 以蛋白質為基礎的分子標尺可以在現實條件下測試最新超解析度顯微鏡方法在亞10 奈米範圍內對生物分子的光學解析度。圖片來源：Gerti Beliu，DALL-E 3 /維爾茨堡大學

由德國巴伐利亞維爾茨堡朱利葉斯-馬克西米利安大學（JMU）魯道夫-維爾喬中心（Rudolf Virchow Centre – Center for Integrative and Translational Bioimaging）的Gerti Beliu 博士和Markus Sauer 教授領導的科學家團隊現在提供了一個轉折點。他們在《先進材料》雜誌上發表了新型生物相容分子尺PicoRulers（基於蛋白質的成像校準光學尺）。

研究小組利用基因代碼擴展和點擊化學，成功建構了這些客製化的分子尺。它們可在螢光顯微鏡中用作精確的生物分子參考結構。

PicoRulers 是基於由三個部分組成的蛋白質PCNA（增殖細胞核抗原），它在DNA 複製和修復中發揮核心作用。透過在精確定位的位置上引入非天然氨基酸，這種蛋白質已被改性，使螢光染料或其他分子能夠以最小的連接誤差特異性地點擊到它上面。

這樣，研究人員就能在精確定義的細胞生物分子上以前所未有的精度測試最新超解析度顯微鏡方法的解析度。

Markus Sauer 熱情洋溢地表示：”能夠在亞10 奈米層級解析真實的生物結構，標誌著生物成像技術進入了一個新時代。與以前使用的人造大分子相比，我們的PicoRuler 不僅具有生物相容性的特點。它們還能在現實條件下實現無與倫比的測試分辨率精度。”

“這項技術的應用範圍遠遠超出了傳統顯微鏡的界限。”Gerti Beliu 解釋說：”我們的PicoRulers 不僅是更精確測量的工具，還為更深入、更詳細地研究細胞內發生的複雜過程打開了大門。”

從長遠來看，PicoRulers 的進一步發展可能會改變具有分子分辨率的生物和醫學成像。PicoRuler 首次實現了在生物樣本上驗證和提高新的超解析度顯微鏡方法的分辨率潛力。這使它們成為未來闡明細胞中生物分子的分子組織和相互作用的寶貴工具。