全球科学家致力于控制化学反应，这是一个雄心勃勃的目标，需要确定初始反应物在反应发生时所采取的步骤，以达到最终产物。
尽管这个梦想有待实现，但是探测化学反应的技术已经变得足够先进以使其成为可能。
实际上，现在可以基于单个分子的电子性质的变化来监视化学反应！多亏了扫描隧道显微镜（STM），这也很容易实现中国化工网okmart.com。
那么为什么不利用单分子方法来揭示反应路径呢？
为此，日本东京工业大学的科学家决定通过使用STM测量单分子电导率的变化来探索DNA“杂交”（由两个单链DNA形成双链DNA）。“
单分子研究通常可以揭示由于单个分子行为的平均而无法在大量分子中识别出的化学和生物过程的新细节，”该研究的成员西野友明（Tomoaki Nishino）教授最近解释说。在化学科学。
科学家将单链DNA（ssDNA）连接到由金制成的STM尖端上，并使用平坦的金膜通过称为“吸附”的过程将互补链粘贴在其上。
然后，他们在涂层的STM吸头和金表面之间施加偏压，并使吸头非常靠近表面，而不会接触到该表面。反过来，由于称为“量子隧穿”的过程，这又允许电流流过它们之间的空间。当DNA链彼此相互作用时，化学家监测了这种隧穿电流的时间变化。
研究小组获得的电流轨迹描绘了由陡坡和随后的隧道电流下降形成的高原区域。
此外，当金表面没有被ssDNA修饰或被非互补链修饰时，这些平台就不会形成。基于此，科学家将高原归因于STM尖端和表面上ssDNA杂交导致双链DNA（dsDNA）的形成。等效地，他们将电流的突然减少归因于由于热搅动导致的dsDNA的分解或“去杂化”。
该团队接下来使用实验结果和分子动力学模拟研究了杂交和杂交过程的动力学（反应的时间演化）。
前者揭示了与DNA浓度无关的平稳电导率，从而证实了当前的测量结果反映了单分子电导率，而后者则暗示了部分杂交的DNA中间体的形成，而这种中间体不能仅通过电导来检测。
有趣的是，高DNA浓度样品的杂交效率更高，这与先前使用大量ssDNA溶液进行的研究结果相矛盾。
化学家将此现象归因于他们的研究中没有大量扩散。
Nishino教授兴奋地说道：“这些新见解应有助于提高许多基于DNA的诊断的性能，此外，我们的方法可以扩展到研究各种单分子之间的分子间化学反应，从单分子的角度对化学反应进行了机械理解，并发现了新的化学反应性。”
