蛋白分子膜(蛋白膜)在生物傳感和生物材料領域有廣泛的應用。從納米尺度精確檢測蛋白分子的成膜過程對控制蛋白膜的品質、理解蛋白膜的形成機制和評價蛋白膜的功能表現具有非常重要的意義。然而，目前尚缺少一種能夠精確表征蛋白分子在成膜過程中所有形態結構的技術手段。例如：原子力顯微鏡雖然具有優異的表面成像功能，但是它難以提供樣品的亞表面信息(表面以下的信息)，無法揭示蛋白分子層的內部結構信息。
 

　　近日，中國科學院重慶綠色智能技術研究院(以下簡稱“重慶研究院”)王化斌研究員團隊和上海大學材料生物學研究所李江教授等團隊合作，報道了一種同時具有表面和亞表面探測能力的納米級分辨太赫茲形貌重構顯微技術。在本工作中，研究團隊發展了多介質層有限偶極子近場理論模型，建立了基于樣品太赫茲近場光學顯微圖像來重構樣品三維形貌的方法，實現了單個蛋白分子、蛋白網狀結構、蛋白單分子層和蛋白復合層的精確檢測。建立的太赫茲形貌重構顯微技術具有無損、無標記的特點；同時具有表面和亞表面檢測能力；其側向分辨率與原子力顯微鏡相當，垂直分辨率達到0.5 nm。該技術為研究生物分子、功能材料和半導體器件等樣品提供了一種全新的重要技術途徑。
 

　　相關研究成果以“Near-Field Terahertz Morphological Reconstruction Nanoscopy for Subsurface Imaging of Protein Layers”為題發表于《ACS Nano》。重慶研究院楊忠波助理研究員為論文第一作者，重慶研究院王化斌研究員和上海大學材料生物學研究所李江教授為論文共同通訊作者。本研究工作得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金、中國科學院項目和重慶市自然科學基金重點項目的資助。
 

　　在前期研究中，研究團隊還聯合攻關率先實現了單個生物大分子(免疫球蛋白和鐵蛋白)的太赫茲超分辨成像檢測(相關研究成果發表于《Small》)。