导读：单分子荧光成像在基础物理与生命科学等领域有着很广泛的应用。单分子的定位技术是非常关键的，利用单分子的中心比利用其尺寸定位的精度要高很多。然而，在三个维度对单分子进行超分辨的定位是很巨大的挑战。最近，研究人员巧妙地利用石墨烯解决了这一难题。
来自University of Göttingen的研究人员利用石墨烯与荧光分子之间相互作用的独特性质发展了一种新的超分辨显微方法。这个方法使科学家首次利用光学的方法测量极小的距离，该距离大约为100亿分之一米。研究人员使用该种方法测量磷脂双分子层（组成所有活细胞的薄膜）的厚度。相关研究成果已经发表在nature photonics期刊上。
Enderlein领衔的University of Göttingen的研究人员利用单层石墨烯（大约为单层原子的厚度，厚度为0.34nm）去控制距离石墨烯很近的荧光分子发光。石墨烯有着良好的光学透明性而且可以通过控制其与荧光分子之间的距离来控制荧光辐射，这个特性提供了一个测量荧光分子与石墨烯之间距离的一个超敏感的工具。这种测量方法的准确性很高，原子的直径或头发丝的百万分之一都可以被分辨出来。科学家可以在单层石墨烯上镀上一层单分子，他们可以控制单层分子与石墨烯之间的距离，进而控制荧光分子的发光。石墨烯诱导调控分子发光的性能提供了一个超敏感、精准的“尺子”去控制荧光分子在空间的位置。他们用这种方法测量了总厚度只有几个纳米的磷脂双分子层（两层脂肪酸链分子）。
Figure 1 不同距离下，荧光分子发射荧光的寿命。
“我们的方法在超分辨显微技术上存在很大的潜能，因为该方式可以实现单分子不仅在在单一维度，而且是三个维度的纳米级别的定位，这个可以保证我们获得纳米级别的三维光学图像” 。论文的第一作者Arindam Ghosh说。
“这个工具在获得单分子、分子配合物、单细胞器纳米级精度的图像方面有巨大的应用”，该工作的通讯作者，Third Institute of Physics (Biophysics)的主任补充道。
[1]University of Göttingen. "Graphene layer enables advance in super-resolution microscopy: Göttingen researchers develop a new method allowing ten-fold improvement in optical resolution." ScienceDaily. ScienceDaily, 3 September 2019. <www.sciencedaily.com/releases/2019/09/190903120512.htm>.
[2] Arindam Ghosh, Akshita Sharma, Alexey I. Chizhik, Sebastian Isbaner, Daja Ruhlandt, Roman Tsukanov, Ingo Gregor, Narain Karedla, Jörg Enderlein. Graphene-based metal-induced energy transfer for subnanometre optical localization. Nature Photonics, 2019; DOI: 10.1038/s41566-019-0510-7
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