CsgA是大肠杆菌生物被膜的主要蛋白质亚基,在细菌粘附和入侵中起关键作用。此外,Csg A在体外可以自组装成淀粉样纳米纤维。Csg A纳米纤维具有特征性的交叉β氢键结构,因此具有良好的力学性能。鉴于Csg A在生物学中的重要作用和在材料科学中的应用,使得研究其纳米纤维的力学性能至关重要。单分子技术如原子力显微镜、生物膜力探针、光镊和磁镊等已被广泛应用于研究蛋白质的力学性能。然而在这些研究中,蛋白质的连接通常通过组氨酸、半胱氨酸或生物素等标签进行。这些蛋白质需要通过化学偶联或基因构建生成,效率较低。在该论文工作中,我们建立了一种测量各种非标记蛋白质的简单方法。蛋白质的羧基和氨基末端分别与磁性微珠上的氨基和载玻片上的戊二醛连接,并通过磁镊实验和扫描电子显微镜实验对单个Csg A纳米纤维的力谱及成像展开研究。我们首先利用磁铁旋转数目与纳米纤维长度的关系来筛选单个Csg A纳米纤维,并通过扫描电子显微镜实验直接观察到单个纳米纤维一端与磁性微珠连接,另一端与底板连接。对拍摄到的图像进行统计分析得到了Csg A纳米纤维的直径分布,发现纳米纤维的直径分布范围较广,平均值约为21.7±10.4 nm。然后我们通过建立Csg A纳米纤维的力-长度曲线发现Csg A纳米纤维遵循蠕虫链模型并具有相应的特性。Csg A纳米纤维的持续长度分布图显示其持续长度的四分之一次方的分布与其直径分布具有一致性,且弯曲刚度取决于其直径的四次方。Csg A纳米纤维持续长度与纳米纤维的横截面积的平方成正比,可以通过持续长度分析来估计纳米纤维中的细丝数量。接下来,我们还对纳米纤维的延伸比率进行了研究,结果显示单根纳米纤维可以延伸17.1倍,表明其具有优异的拉伸强度和丰富的应用潜力。最后,我们进行了Csg A纳米纤维的恒力拉伸实验,发现了最大延伸比率较大的纳米纤维容易发生长度跳跃现象。我们推测这种长度跳跃现象与纳米纤维的组成结构有关。该论文的研究结果为Csg A纳米纤维在合成生物学和材料科学中的设计和应用提供了基础信息。