Darstellung der Hohen Auflösung mit dem NanoWizard BioAFM von JPK-Instrumenten

Themen Umfaßt

Hintergrund

NanoWizard BioAFM

AtomGitter des Glimmers

Sechseckig Gepackte Zwischenschicht

KernPoren-Komplex

DNS-Darstellung

Schlussfolgerungen

Quittungen

Hintergrund

Seit seiner Erfindung ist das Atomkraft (AFM)mikroskop zum Bild eine große Auswahl von verschiedenen Proben verwendet worden.

Als dem FLUGHANDBUCH so geändert wurde, dass es Bildproben im Buffer könnte, wurde es möglich, biologische Fragen unter physiologischen Bedingungen mit dieser Technik anzusprechen. Das Sonderkommando in den Atomkraftbildern ist durch andere Mikroskopietechniken konkurrenzlos, die an Bildproben in der Flüssigkeit sein können, wegen des Signals zur Rauschzahl des Instrumentes. Darüber hinaus brauchen die Proben, die getrocknet werden, um Zelle zu konservieren, nicht, weiter behandelt zu werden, um Kontrast zu erzeugen.

NanoWizard BioAFM

Das NanoWizard® BioAFM von JPK-Instrumenten hat einige Merkmale, die die Kapazität dieser Technologie für die höchste Auflösungsdarstellung von biologischen Proben erhöhen. Nämlich wird das JPK Nanowizard® in allen drei Abmessungen linearisiert. Das heißt, gibt es ein Regelfeedback, das die genaue Positionierung in die x- und o-Äxte sowie in den z-Schwerpunkt sicherstellt. Zusätzlich dehnt das Nanowizard®, das weiter ist, die Anwendbarkeit der Atomkraftmikroskopie (AFM)darstellung aus, indem er simultane FLUGHANDBUCH-Darstellung mit zusätzlichen optischen mikroskopischen Techniken aktiviert. Beide Merkmale können die Benutzerzeit und -betriebsmittel bei der Bemühung für dieses perfekte, Bild der hohen Auflösung sparen.

AtomGitter des Glimmers

Überlegene Technik und Stabilität wird für die Datenerfassung von Bildern der hohen Auflösung gefordert. Um die Stabilität des JPK Nanowizard® zu zeigen selbst wenn eingebaut auf ein umgekehrtes Lichtmikroskop, war frisch abgebildet zerspalteter Glimmer im Kontaktmodus in einer Luft. Das Atomgitter des Glimmers kann offenbar gesehen werden (Feige 1.)

Abbildung 1.

Sechseckig Gepackte Zwischenschicht

Die sechseckig gepackte (HPI) Zwischenschicht des Archaebacteria, Deinococcus-radiodurans, ist weitgehend unter Verwendung der Atomkraftmikroskopie studiert worden.

Abbildung 2. von.

Die HPI-Schicht von D.-radiodurans bildet eine Deckschicht, vorausgesetzt, um zu dienen als eine Art Molekularsieb, zum des Transportes der Nährstoffe und der Stoffwechselprodukte in und aus der Zelle zu regeln.

Daten sind auf der Zelle und der Funktion der HPI-Schicht unter Verwendung einer Vielzahl von verschiedenen Techniken, von Biochemie zu Elektronenmikroskopie erzeugt worden. Jedoch kann FLUGHANDBUCH-Darstellung dieser Probe in der Flüssigkeit, an der hohen Auflösung durchgeführt werden, dynamischen Änderungen in der Proteinzelle zu folgen.

Die HPI-Schicht wird von den ganzen Zellen mit Reinigungsmittel extrahiert und adsorbiert dann zu einer frisch zerspalteten Glimmeroberfläche. Die stabile Verpackung der einzelnen Proteinelemente ermöglicht die Datenerfassung von Bildern der hohen Auflösung. Das HPI überlagert Formularänderungen am objektprogramm auf der Glimmeroberfläche, und Überblickbilder dieser Änderungen am Objektprogramm decken bereits die regelmäßige Gitterzelle der HPI-Schicht auf (Feige 2, A).

Nach der Datenerfassung eines Überblickbildes einer HPI-Membranänderung am objektprogramm, kann eine geeignete Region für Darstellung an der höheren Auflösung ausgewählt werden (Feige 2, B). Da die x-ypositionierung des JPK Nanowizard® durch eine Regelfeedbackanlage gesteuert wird, summt das Instrument „herein“ zur ausgewählten Region mit hoher Genauigkeit laut. Dieses aktiviert den Benutzer, weniger Scans zu nehmen und verringert die Wahrscheinlichkeit des Verunreinigens der Spitze oder der Beschädigung der Membranänderung am objektprogramm.

KernPoren-Komplex

Der Eukaryoten wird in die Fächer organisiert, die Organellen genannt werden. Esteuerter Transport durch die Membranen, die jedes Organell umgeben, lässt die Zelle spezifische Moleküle, einen Prozess verteilen, der zellulärer Funktion zugrunde liegt. In der Kernmembran ist der Kernporen (NPC)komplex für Transport von verschiedenen Molekülen und aus in den Kern heraus verantwortlich.

Abbildung 3.

Anders Als die HPI-Schicht von D.-radiodurans, enthalten Vorbereitungen von NPC nicht einfach NPC, das in ein Gitter kondensiert wird. Die Proben werden aus ganzen Kernen, in diesem Fall von Xenopus laevis vorbereitet, und können ziemlich heterogen sein.

Als die Biowissenschaftsversion des JPK Nanowizard® ist völlig integriert in umgewandelt, Lichtmikroskop, Übertragungsmikroskopie kann verwendet werden, um die Probe auf eine Region, die große nicht Mengen Rückstand enthält, bevor er zu scannen scannt. Auf solch eine Art kann der Benutzer die Zeit noch einmal verringern, die benötigt wird, um eine geeignete Region für das Scannen zu finden, und die Möglichkeit des Verunreinigens der Spitze zu verringern.

Abbildung 4.

NPC-Proben, auf einem Glasdeckglas, waren unter Verwendung der differenzialen Störungskontrastmikroskopie (DIC) abgebildet und offenbar markierten Rückstand, der unmöglich, unter Verwendung der hellen Bereichmikroskopie sichtbar zu machen sein würde (Feige 3). Die Spitze wurde dann über einen Bereich mit minimalem Rückstand und einem erworbenen Überblickscan in Position gebracht (Feige 4). Wieder erlaubt das capacitively esteuerte Feed-back dann genaue Auswahl eines Bereiches für einen höheren Auflösungsscan.

DNS-Darstellung

Die Meisten Daten, die auf der Zelle und der Funktion von DNS erzeugt werden, ist vom Bereich der Molekularbiologie gekommen.

Jedoch mit dem Signal zur Rauschzahl FLUGHANDBUCH kann dieses grundlegend wichtige biologische Molekül an der hohen Auflösung in der Flüssigkeit und in einer Luft studiert werden, körperliche Zelle und die Interaktion von DNS mit DNS-bindenen Molekülen aufzuklären. Unter passenden Bedingungen kann DNS zu frisch zerspaltetem Glimmer adsorbiert werden und abgebildet im Buffer. Abbildung 5 Shows Lambda Bakteriophagen-DNS (WS-Modus in der Flüssigkeit).

Abbildung 5.

Die Interaktion von verschiedenen Proteinen mit DNS ist in den Prozessen der Wiederholung und der Übertragung grundlegend. Ein Beispiel ist die Vereinigung von DNS mit den Histonen, zum von nucleosomes zu bilden. Dieses Kondensieren von DNS um den nucleosome Kern (Consisiting eines Histon octamer) spielt eine Rolle in der Regelung von DNS-Wiederholung und Übertragung, da die kondensierte DNS nicht zu anderen DNA -bindenden Proteinen zugänglich ist.

Abbildung 6.

In diesem Fall wurde linearisiert, das 3-Kb-Plasmid pGEM mit nucleosomes in einem Verhältnis von 1 Mole DNS zu 20 Molen von Histon octamers ausgebrütet. Das pGEM Plasmid hat 20 mutmaßliche nucleosome Bindungsstellen, jedoch kann es gesehen werden, dass unter den Ausbrütungsbedingungen, nucleosomes nicht an allen 20 Bindungsstellen banden (Feige 6).

Schlussfolgerungen

Das Signal zur Rauschzahl, Mangel an Anforderung für das Beflecken oder die Vorbehandlung und Fähigkeit zur Funktion in der Flüssigkeit macht FLUGHANDBUCH-Darstellung eine extrem starke Methode für die Beschreibung, an der hohen Auflösung, der Zelle der biologischen Proben. Die Auslegung des JPK Nanowizard® kann solche Studien der hohen Auflösung ermöglichen. Zum Beispiel verringert die genaue Positionierung in x und in o (wegen des Regelfeedbacks) die Anzahl von Scans, die gefordert werden, an der hohen Auflösung auf einer Region von Zinsen „zu fokussieren“. Dieses verringert die Wahrscheinlichkeit der Beschädigung von empfindlichen Proben und des Verunreinigens der Spitze.

Für die Proben, die auf Glas, wie den Kernporenkomplex oben beschrieben wird vorbereitet werden, kann das Verunreinigen des Rückstands leicht vermieden werden, indem man nach einem geeigneten Bereich unter Verwendung der Lichtmikroskopie der Übertragung sucht und wieder die Benutzerzeit spart.

Der Nutzen der Anwendung von FLUGHANDBUCH für solche Darstellungsstudien liegt in der Fähigkeit von FLUGHANDBUCH zu den Bildproben in der Flüssigkeit, unter physiologischen Bedingungen. JPK-Instrumente stellt das Biocell™ her, das dem Benutzer erlauben kann, Bedingungen während des Scannens zu ändern (Feige 7), wie esteuerte Temperaturwechsel oder der in-situzusatz von relevanten Molekülen, weiter, die Anwendbarkeit des JPK Nanowizard® für die höchste Auflösungsdarstellung von biologischen Proben erhöhend.

Abbildung 7.

Das JPK Nanowizard®, integriert in ein umgekehrtes Lichtmikroskop, wird auch für Darstellung anderer biologischer Proben, von Lipid bilayers und von den Biopolymeren wie Kollagen zu den ganzen Zellen optimiert. Die FLUGHANDBUCH-Darstellung solcher Proben kann mit zusätzlichen Lichtmikroskopietechniken ergänzt werden, wie Laserscannen confocal, epifluorescence TIRF oder GITTERWERK. Das JPK Nanowizard® ist auch verwendet worden, um befreiende Kräfte, von den einzelnen Proteinen zu cellcell Interaktionen mengenmäßig zu bestimmen. Als solches ist das JPK Nanowizard® BioAFM für Leitdarstellung und Kraftmessungen von biologischen Proben von den einzelnen Proteinen zu den ganzen Zellen, unter den esteuerten, physiologischen Bedingungen perfekt.

Quittungen

Vielen Dank aller deren, die Proben und Bilder beitrugen. Das Bild der hohen Auflösung von HPI wurde von Dr. Patrick Frederix von der Gruppe von Prof Engel, von zur Verfügung gestellt. Die NPC-Probe war ein nettes Geschenk von Barbara Windoffer der Gruppe Profs Dr. Oberleithner, Universitätsklinikum Münster. Die DNS-Histon Probe wurde von Dr. Dennis Merkel (Gruppe Profs Schwilles) und abgebildetes durch Dr. Clemens Franz Gruppe) (Profs Müllers beide der Dresden-Technischen Hochschule vorbereitet.

Quelle: JPK-Instrumente

Zu mehr Information über diese Quelle besuchen Sie bitte JPK-Instrumente

Date Added: Feb 20, 2008 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 17:52

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