多重微孔阵列转印AFM沉积技术提升蛋白-DNA复合物构象解析分辨率

针对传统原子力显微镜（AFM）样本沉积效率低、缓冲条件受限等问题，研究人员开发了硅基微孔阵列转印技术，实现多样本同步沉积并拓展生理盐浓度下的成像条件。该技术显著提升了蛋白-DNA复合物构象分辨能力，为单分子结构研究提供了高通量解决方案。

　　

在结构生物学领域，原子力显微镜（AFM）自1986年发明以来，已成为解析蛋白质、DNA及其复合物单分子构象的重要工具。然而传统"滴落-干燥"沉积方法存在明显局限：每次仅能处理单一样本，生理盐浓度下样本吸附效率低，且干燥过程可能破坏天然构象。这些瓶颈严重制约了AFM在动态构象研究中的应用效率。

为突破这一技术壁垒，研究人员在《Biophysical Journal》发表创新成果，开发出基于硅基微孔阵列的转印沉积技术。该技术通过精密加工的微孔阵列芯片实现多样本并行转移，不仅将样本通量提升数倍，更首次在非修饰云母表面实现了生理盐浓度（150 mM NaCl）条件下的稳定成像。实验数据显示，新方法使λ-DNA-核酸酶复合物的构象分类准确率提高40%，成功区分出线性、环状、交叉等多种构象状态。

关键技术包括：1）光刻法制备含96微孔的硅芯片阵列；2）优化接触压力（0.5-2 N）实现样本定量转移；3）开发缓冲液梯度系统拓展盐浓度适应范围；4）采用高速AFM（HS-AFM）进行纳米级动态成像。

【样本制备】比较传统滴落法与转印法在1×TAE与1×PBS缓冲体系下的沉积效率，转印法使DNA回收率提升3倍（p<0.01）。
【构象分辨】通过主成分分析（PCA）量化显示，转印样本的末端-末端距离分布离散度降低28%，表明构象异质性减少。
【高通量验证】在8小时内完成12种不同蛋白-DNA复合物的成像，通量达传统方法6倍。

该研究突破了AFM技术三十余年未变的样本制备范式，其自动化潜力将推动单分子成像进入高通量时代。特别值得注意的是，该方法在保持云母表面原始化学性质的前提下实现生理环境成像，为研究蛋白质-DNA相互作用动态过程提供了更接近体内的观察窗口。研究者建议下一步将该技术与高速AFM联用，有望实时捕捉转录因子结合等瞬态构象变化。