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近日，美国爱荷华大学与国家能源部艾米实验室的科学家合作，开发出一种创新的混合显微镜技术，能够对单个生物分子进行三维测量。这一技术结合了光学显微镜和原子力显微镜的优势，其测量精度达到纳米级别，相关研究成果已发表在《纳米快报》上。

现有的显微镜技术通常只能在二维平面上测量分子的位置（X轴和Y轴），而新技术——驻波轴向纳米仪（AWAN）——首次实现了对Z轴（高度轴）的精准测量。这一突破性的技术无需对样本进行传统光学或特殊表面处理，极大地简化了实验过程。

“这是一种全新类型的测量技术，可以确定分子在Z轴方向上的位置，”论文的合著者、爱荷华大学物理与天文学副教授珊吉维·西瓦珊卡表示。他补充道，该研究的目标包括探索生物细胞之间的粘附机制，并开发用于研究这些细胞的新工具。

研究团队通过荧光纳米球和DNA单链对新技术进行了测试。他们将一台商用原子力显微镜与单分子荧光显微镜结合使用，并将原子力显微镜的悬臂针尖置于一束聚焦激光的驻波纹样中。驻波是由两列频率和振幅相同、传播方向相反的波叠加而形成的。当一个经过处理的发光分子被放置在驻波内时，原子力显微镜的针尖上下移动，分子表面会根据其与针尖的距离而发出荧光，从而实现距离的精确测量。

实验结果表明，该技术在分子测量中的精度可达1纳米以内，且多次测量的精确度高达3.7纳米。西瓦珊卡教授指出，这项技术不仅能够为生物医学研究人员提供高分辨率数据，还具有显著的商业化潜力，有望推动单分子生物物理学领域的进一步发展。