突破衍射极限的超分辨率显微成像技术被提出的二十多年以来，其在生物领域持续为生物学家提供了强大的基于光学的细胞内部观察方式。 自问世以来，这项获得诺贝尔奖的技术以将空间分辨率从数十个纳米提高到几个纳米范围。
德国维尔茨堡大学的研究人员开发了基于蛋白质的分子标尺，该标尺可以在现实条件下测试亚10纳米范围内生物分子的最新超分辨率显微镜方法的光学分辨率。这一研究为细胞内部的观察提供了前所未有的方式。相关研究成果已发表于Advanced Materials（doi：10.1002/adma .202310104））。
德国维尔茨堡大学的研究人员开发了基于蛋白质的分子标尺，该团队表示，可以在现实条件下测试亚 10 纳米范围内生物分子的最新超分辨率显微镜方法的光学分辨率。
PicoRulers：
这项研究的起因是科学家们希望增强超分辨率荧光显微镜的分辨率，特别是在活细胞中。为此，研究人员设计了一种新型的参考结构，被称为PicoRulers，这是一种基于蛋白质的成像校准光学尺。
PCNA蛋白质：
研究人员选择了细胞核抗原蛋白（PCNA）作为参考系统的基础，这是在DNA复制和修复中发挥关键作用的蛋白质。PCNA由三个相同的多肽单位组成，内径和外径分别为3.4 nm和8.0 nm。
PicoRulers的设计：
通过遗传密码扩展和点击化学，研究人员将非规范氨基酸（ncAA）合并到PCNA蛋白质的特定位置。这种修饰使得有机染料能够以最小的连接错误进行位点特异性附着。研究人员将三个ncAA以6 nm的距离标记到PCNA中，并用四嗪染料和四嗪功能化寡核苷酸对其进行标记。
实验验证：
最终，研究人员使用DNA-PAINT的超分辨率显微镜方法成功解析了6 nm PicoRuler的正三角形结构。研究团队希望PicoRulers的发展可以成为一种校准工具，用于验证和提高新技术的准确性。
未来展望：
团队目前致力于扩大可用作PicoRuler的生物分子范围，以探索在生物成像中提供多种应用的不同蛋白质或复合物。另一个方向可能是将PicoRulers递送到细胞内，可能通过显微注射或细胞穿透肽功能化等方法进行细胞内超分辨率成像实验。
