来自法兰克福和耶拿的跨学科团队开发了一种诱饵，可用于从混合物中提取蛋白质复合物。多亏了这种“诱饵”，所需的蛋白质可以更快地在电子显微镜下进行进一步检查。研究团队将这种创新的超薄分子碳层命名为“智能纳米片”。例如，借助这一新发展，可以更好地了解疾病及其药物治疗。

“通过我们的过程，可以在一周内从混合物中分离出新型蛋白质并进行表征，”法兰克福马克斯普朗克生物物理研究所的 Daniel Rhinow 解释说。“迄今为止，仅仅分离蛋白质通常是持续数年博士学位的一部分。” 与 Andreas Terfort(歌德大学)和 Andrey Turchanin(弗里德里希席勒大学耶拿大学)一起，这个想法在几年前发展起来，通过为纳米片配备目标蛋白质结合的识别位点，直接从混合物中提取所需的蛋白质。研究人员现在已经成功地通过“智能纳米片”使用电子冷冻显微镜使蛋白质直接可用于检查。

电子冷冻显微镜基于样品在 -150 °C 以下的温度下的冲击冷冻。在这个过程中，蛋白质保持其结构，不需要干扰固定和着色剂，电子可以很容易地照射冷冻物体。结果是最微小结构的高分辨率 3D 图像——例如病毒和 DNA，几乎小到氢原子的尺度。

在准备过程中，蛋白质被冷冻在一个微小的金属网格上的极薄水层中。以前，样品在用电子显微镜检查之前必须通过复杂的程序进行清洁——通常涉及大量的材料损失。只有当水层中仅结合一种蛋白质时，电子显微镜程序才能成功。

Turchanin 领导的研究小组现在正在使用仅一纳米厚的纳米片，由交联分子自组装单层组成。Terfort 的团队用胶凝剂涂在这个纳米片上，作为冷冻所需的水薄膜的基础。然后，研究人员将识别位点(带有镍离子的特殊次氮基三乙酸基团)附加到其上。由 Rhinow 领导的团队使用以这种方式处理的智能纳米片从混合物中提取蛋白质。它们预先用组氨酸链标记，它们通过该链与识别位点结合;可以冲洗掉所有其他干扰颗粒。然后可以直接用电子显微镜检查带有结合蛋白质的纳米片。

“我们的智能纳米片特别有效，因为水凝胶层稳定了所需的水薄膜，同时抑制了干扰颗粒的非特异性结合，”歌德大学的 Julian Scherr 解释说。“通过这种方式，分子结构生物学现在可以更快地检查蛋白质结构和功能。” 例如，从中获得的知识可用于更好地了解疾病及其药物治疗。

该团队已经为新的纳米片申请了专利，并且还找到了一家将这种有用工具推向市场的制造商。