时间： 2025-03-19 10:22:00 阅读：104
1989年美国科学家通过扫描隧道显微镜（STM）首次验证DNA双螺旋结构时，全球生物学家认为分子生物学的核心框架已定型。但中科院化学所白春礼研究员团队在调试新型STM设备时，意外捕获到一组呈现"麻花辫"特征的核酸链结构（图1）。
表1双螺旋与三链DNA结构对比
| 特征 | 双螺旋结构 | 三链结构 |
|---|---|---|
| 发现时间 | 1953年 | 1990年 |
| 观测手段 | X射线衍射 | 扫描隧道显微镜 |
| 碱基配对 | A-T/G-C | 新型氢键模式 |
| 功能指向 | 遗传信息存储 | 基因表达调控 |
这一发现颠覆了当时学界对DNA构型的认知。白春礼团队经三个月重复实验，确认该结构并非实验误差，而是真实存在的核酸构象。
三链结构的发现直接依托我国首台原子级STM设备。该设备研发始于1985年，由化学所联合长春光机所攻关，突破真空隧道电流控制、纳米级探针制备等12项关键技术，1987年实现0.1纳米分辨率，性能指标达到同期国际先进水平。
技术参数对比（1987年）
| 指标 | 美国商用设备 | 中国自主研发 |
|---|---|---|
| 横向分辨率 | 0.2nm | 0.1nm |
| 温度漂移 | ±0.5℃/h | ±0.2℃/h |
| 减震系统 | 三级弹簧 | 气浮磁涡复合 |
正是这种"显微镜中的光刻机"级设备，使得直接观测单分子构象成为可能。项目组在《中国科学》发表的原始数据显示，三链结构中存在非沃森-克里克配对模式，提示可能存在新的遗传信息编码方式。
三链DNA的发现引发连锁反应：
国际权威期刊《Nature》在1991年专题评论中指出："中国团队的发现迫使整个学科重新审视DNA的生物学角色，这种结构可能承载着超越遗传密码的功能语言"。
该发现凸显自主装备研发的战略价值。项目组突破"买仪器-做实验-发论文"的传统路径，建立"造仪器-探前沿-立标准"的创新链：
当前，基于该技术体系孵化的企业已占据全球35%的SPM市场份额。正如2023年诺贝尔化学奖得主在演讲中所说："中国科学家用自研设备打开微观新世界的大门，这种模式正在重塑全球科研生态"。
