膜蛋白
嵌入在人类细胞表面——或脂双层——中的蛋白质的作用很大一部分是运送或阻止物质进出细胞，在医药研究中，这类蛋白质的这种功能在药物递送中发挥着极其关键的作用。
在以前的研究中，科学家们常采用荧光标记或荧光提取技术，但是这些技术并不能完全准确定反映蛋白质的作用形式，因为不管是荧光标记技术还是荧光提取技术，均只是对蛋白质结合反映进行定位，却无法反映这个过程中的其他反应。
一种叫做表面等离子共振显微镜(SPRM)技术则克服这些传统技术的不足。利用SPRM，研究者们可以获知表面蛋白天然的结构与功能，从而加深对细胞—病原体之间反应的理解。
美国亚利桑那州立大学华裔教授陶农建说：“这种技术可以让我们测定膜蛋白在天然的膜环境中的动力学常数，膜蛋白与不同配体结合以及分离的熟虑常数，并可以定位膜蛋白在细胞膜中的分布。”
陶农建教授是亚利桑那州立大学终身教授，该校生物电子学与生物传感器研究中心主任。陶农建教授表示，这种新的技术将为药物递送技术打开一扇新的大门。他说表示，膜蛋白是最为常用的药物靶标，目前有超过一半的药物是以膜蛋白为靶标，包括大的抗体药物和小分子药物。
表面等离子共振 (SPR)技术已经在提取后蛋白质的结合动力学研究中得到应用。不过据陶农建表示，到目前为止，这种方法并不成功，因为提取后的蛋白质通常已经失去了它嵌合在细胞膜的脂质层中时所具有的各种特性。
正是基于这个原因，一种能够在空间和时间上实时研究膜蛋白分布的工具成为研究者的期待。SPRM技术满足了他们的需求。
在陶农建教授8月26日发表在Nature Chemistry上的研究中，他的团队对这种技术进行了改进，采用了一种薄的、具有反射功能能的黄金膜，使之能够对膜蛋白进行原位分析。
当极化后的光发射到黄金等离子体表面时，可产生等离子体波。这有点类似水面上波纹的产生。
当在细胞膜中发生纳米级活动（包括膜蛋白反应）时，光的反射性会随之发生可测定的变化，利用新的显微成像技术可将这种变化转变为图像。
这种新颖的技术将给膜蛋白原位生物学反应研究、以膜蛋白为靶标的药物（包括单抗药物和小分子药物）的研发带来广泛的影响。
Label-free measuring and mapping of binding kinetics of membrane proteins in single living cells
Membrane proteins mediate a variety of cellular responses to extracellular signals. Although membrane proteins are studied intensively for their values as disease biomarkers and therapeutic targets, in situ investigation of the binding kinetics of membrane proteins with their ligands has been a challenge. Traditional approaches isolate membrane proteins and then study them ex situ, which does not reflect accurately their native structures and functions. We present a label-free plasmonic microscopy method to map the local binding kinetics of membrane proteins in their native environment. This analytical method can perform simultaneous plasmonic and fluorescence imaging, and thus make it possible to combine the strengths of both label-based and label-free techniques in one system. Using this method, we determined the distribution of membrane proteins on the surface of single cells and the local binding kinetic constants of different membrane proteins. Furthermore, we studied the polarization of the membrane proteins on the cell surface during chemotaxis.
文献链接：Label-free measuring and mapping of binding kinetics of membrane proteins in single living cells
