一個國際研究團隊利用掃描探針顯微鏡的尖端，以可控方式從有機分子中精準移除單個氧原子，實現了原子精度的“骨架編輯”。這一突破為在原子尺度合成功能性分子結構提供了有力工具，有望推動從基礎研究到藥物研發等領域的創新發展。相關成果發表于最新一期《美國化學會志》。

有機分子的物理化學性質主要由兩方面決定：一是構成分子骨架的核心原子排列，二是連接在骨架外圍的官能團。通常，通過添加或修飾官能團來調整分子特性（稱為“外周編輯”）相對容易，例如引入親水官能團，可使疏水分子溶于水。這類操作已屬常規。

然而，分子骨架一旦形成，其本身結構便難以直接改動。在藥物研發中，不同骨架版本之間有時僅相差一個原子。正因如此，“骨架編輯”近年來備受關注。這一方法可在已形成的分子骨架內精確插入、移除或替換單個原子，從而避免每次從頭合成的煩瑣。通過構建新骨架，可調節藥效或毒性，或改造聚合物結構實現塑料的高值化回收。

然而，原子級精度的“骨架編輯”一直面臨挑戰。在最新研究中，來自瑞典查爾姆斯理工大學、IBM歐洲研究院及西班牙圣地亞哥德孔波斯特拉大學的科學家取得了關鍵突破。

團隊設計了一種前體分子，其骨架包含20個碳原子和1個氧原子。他們將該分子在超高真空環境中升華至覆有雙層氯化鈉薄膜的銅表面，并置于-268℃的掃描隧道顯微鏡與原子力顯微鏡聯用裝置中。通過在顯微鏡尖端施加電壓脈沖，他們成功去除了骨架中的氧原子，同時保持碳原子結構完整，實現了骨架的精準重構。

借助原子級分辨成像，團隊觀察到：在大多數情況下，被移除的氧原子轉移至分子外圍，少數情況下則被完全移除。

此項研究證明了在單分子尺度上實現原子精度編輯的可行性。整個過程猶如構建“原子樂高”，可針對性地移除或替換特定原子，為有機納米結構的化學與電子性質調控提供了強大手段。