基于量子點的單分子熒光示蹤技術，對于體外研究分子馬達在細胞骨架上的行走模式具有重要意義。目前對于細胞內(nèi)分子馬達運動特性的研究，是通過對內(nèi)吞體、黑素體等細胞器的示蹤而間接實現(xiàn)的。這些細胞器通過分子馬達運輸，因此，對細胞器的運動監(jiān)測可間接分析分子馬達的運動特性。巴黎第六大學Giovanni Cappello課題組，利用量子點標記肌球蛋白（Myosin V）并遞送入細胞內(nèi)，在單細胞水平、以高時間和高空間分辨率記錄了肌球蛋白在微絲骨架上的運動特性。

Paolo Pierobon等純化鈣調(diào)蛋白并進行生物素處理，生物素化的鈣調(diào)蛋白可吸附于肌球蛋白，進而通過生物素-親合素的結合特性，與鏈霉親合素偶聯(lián)的量子點（Streptavidin conjugated Quantum Dots, SA-QDs）結合，從而實現(xiàn)量子點對肌球蛋白的標記（圖1）。對于量子點標記的肌球蛋白，體外實驗證實量子點沒有對肌球蛋白活性造成影響，進而通過滲透壓的改變遞送入Hela細胞內(nèi)，利用寬場落射熒光顯微鏡采集圖像（圖2），通過程序分析，獲得肌球蛋白的步進速度、步距、駐留時間以及累進距離等參數(shù)，從而填補了活細胞內(nèi)對馬達分子進行在體研究的空白。

圖1 肌球蛋白在微絲骨架上的步進模式圖。 一個量子點（QD）偶聯(lián)于肌球蛋白的一個IQ結構域。

圖2 肌球蛋白在Hela細胞內(nèi)沿微絲骨架運動的示蹤與分析

(A) 量子點標記肌球蛋白（紅色亮點）均勻分布于細胞內(nèi)，微絲骨架由Alexa Fluor 488標記的鬼筆環(huán)肽染為綠色。

(B) 量子點標記肌球蛋白（銀灰色亮點）沿著微絲骨架（綠色）定向運動。

(C) 量子點標記肌球蛋白（銀灰色亮點）在細胞漿內(nèi)隨機擴散。