與 NanoWizard BioAFM 的高分辨率想像從 JPK 儀器

包括的事宜

背景

NanoWizard BioAFM

雲母基本格子

六角被包裝的中間層

核毛孔複雜

脫氧核糖核酸想像

結論

鳴謝

背景

從其發明,基本強制顯微鏡 (AFM)使用了對圖像各種各樣不同的範例。

當修改了 AFM 這樣它可能在緩衝的圖像範例在與此技術的生理條件下提出生物問題變得可能。 在基本強制圖像的詳細資料用可以用於圖像範例在流體的其他顯微學技術是無敵的,由於儀器的針對噪音的信號比例。 另外,乾的範例保留結構不需要進一步對待生成對比。

NanoWizard BioAFM

JPK 儀器的 NanoWizard® BioAFM 有提高此技術能力生物範例最高分辨率的想像的一定數量的功能。 即, JPK Nanowizard® 在所有三維數線性化。 即有保證準確確定在 x 和 Y軸以及在這個 Z軸的閉環反饋。 另外,更加進一步的 Nanowizard® 通過啟用與另外的光學微觀技術的 (AFM)同時 AFM 想像擴大基本強制顯微學想像的適用性。 當努力理想的那的,高分辨率圖像時,這兩個功能可能保存用戶時期和資源。

雲母基本格子

優越工程和穩定性對於高分辨率圖像的購買是必需的。 要展示 JPK Nanowizard® 的穩定性,既使當安裝在一個被倒置的光學顯微鏡,新近地被劈開的雲母是印象的在航空的聯繫模式下。 雲母基本格子能明顯地被看見 (圖 1.)

圖 1。

六角被包裝的中間層

使用基本強制顯微學, (HPI)太古細菌, Deinococcus radiodurans 的六角被包裝的中間層,廣泛地被學習了。

圖 2

D. radiodurans HPI 層形成一個表層,被假定作為調控營養素和代謝產物運輸的一种分子篩進出這個細胞。

數據在 HPI 層的結構和功能被生成了使用各種各樣不同的技術,從生化到電子顯微鏡術。 然而,此範例 AFM 想像在流體可以被執行,在高分辨率,按照在蛋白質結構上的動態變化。

HPI 層從與洗滌劑的全部的細胞被提取然後被吸附對新近地被劈開的雲母表面。 各自的蛋白質要素的穩定的裝箱實現高分辨率圖像的購買。 HPI 分層堆積在雲母表面的表單補丁程序,并且這些補丁程序的概覽圖像已經顯示 HPI 層 (圖 2, A) 的正常格子結構。

在 HPI 膜補丁程序的概覽圖像的購買以後,一個適當的區域可以為在更加高分辨率的想像被選擇 (圖 2, B)。 因為 X - Y 確定 JPK Nanowizard® 是由一個閉環反饋系統控制的儀器 「將放大」到與高精確度的所選的區域。 這使這個用戶採取少量掃描,減少沾染這個技巧或損壞膜補丁程序可能性。

核毛孔複雜

這個真核狀態的細胞被組織到稱細胞器的隔間。 在包圍每個細胞器的膜間的受控運輸允許這個細胞分區特定分子,強調蜂窩電話功能的進程。 在核膜,核毛孔複雜 (NPC)對多種分子運輸負責到和在這個中堅力量外面。

圖 3。

不同於 D. radiodurans HPI 層, NPC 的準備不包含 NPC 被凝聚到格子。 範例從全部的中堅力量準備,在這種情況下從非洲有爪蛙 laevis,并且可以是相當異種的。

作為 JPK 的生命科學版本 Nanowizard® 是充分地集成到一個被倒置的,光學顯微鏡,傳輸顯微學可以使用瀏覽這個範例不包含很多殘骸的區域,在瀏覽前。 用這樣方式這個用戶可以,再次,減少需時查找瀏覽的一個適當的區域和減少沾染這個技巧的機會。

圖 4。

NPC 範例,在玻璃蓋玻片,使用有差別的干涉對比顯微學是 (DIC)印象的,明顯地顯示使用明亮的域顯微學的殘骸 (圖 3),無法形象化。 這個技巧然後確定在與最小的殘骸和獲取的概覽掃描的一區 (圖 4)。 再次, capacitively 受控反饋然後允許一區的準確的選擇更加高分辨率的掃描的。

脫氧核糖核酸想像

在脫氧核糖核酸的結構和功能生成的大多數數據來自分子生物學的域。

然而,以 AFM 針對噪音的信號比例此基本上重要生物分子可以被學習在高分辨率在液體和在航空,闡明物理結構和脫氧核糖核酸的交往與脫氧核糖核酸束縛的分子的。 在適當的情況下,脫氧核糖核酸可以被吸附到新近地被劈開的雲母和印象在緩衝。 圖 5 顯示 Lambda 噬菌的脫氧核糖核酸 (在流體的 ac 模式)。

圖 5。

多種蛋白質的交往與脫氧核糖核酸的是根本的在副本和副本的進程中。 一個示例是脫氧核糖核酸的關聯與形成 nucleosomes 的組蛋白的。 此凝聚在這個 nucleosome 核心 (consisiting 附近的脫氧核糖核酸組蛋白 octamer) 播放在脫氧核糖核酸副本的管理規定的作用和副本,因為濃縮的脫氧核糖核酸對其他脫氧核糖核酸束縛的蛋白質不是可訪問的。

圖 6。

在這種情況下,線性化, 3 個千字節質粒 pGEM 孵化了與 nucleosomes 以 1 摩爾對 20 摩爾的脫氧核糖核酸的比例組蛋白 octamers。 pGEM 質粒有 20 想像 nucleosome 束縛位置,然而,能被看見在孵出條件下, nucleosomes 沒有在所有 20 束縛位置 (圖 6) 束縛。

結論

針對噪音的信號比例,缺乏弄髒或預處理的對功能的需求和功能在液體做 AFM 想像描述的,在高分辨率,生物範例結構一個非常強大的方法。 JPK Nanowizard® 的設計可能實現這樣高分辨率研究。 例如,準確確定在 x 和 y (由於閉環反饋) 減少要求 「著重」在高分辨率區域利益掃描的數量。 這減少損壞精美範例可能性和沾染這個技巧。

使用傳輸光學顯微學,对在玻璃準備的範例,例如被描述的核毛孔複雜上面,沾染殘骸可以通過一適當的區,再節省用戶時間的搜索容易地避免。

使用 AFM 的福利這樣想像研究的在 AFM 的功能在對在液體的圖像範例,在生理情況下。 JPK 儀器製造在掃描的 Biocell™ (圖 7) 期間,可能允許這個用戶修改情況,例如受控溫度變化或相關分子的在原處添加,更加進一步提高 JPK Nanowizard® 的適用性生物範例最高分辨率的想像的。

圖 7。

JPK Nanowizard®,集成一個被倒置的光學顯微鏡,為其他生物範例想像也被優選,從油脂 bilayers 和生物聚合物例如膠原對全部的細胞。 AFM 想像的這樣範例可以用另外的光學顯微學技術補充,例如激光瀏覽共焦, epifluorescence TIRF 或苦惱。 JPK Nanowizard® 也用於定量斷開的強制,從各自的蛋白質到 cellcell 交往。 同樣地, JPK Nanowizard® BioAFM 對生物範例的執行的想像和強制評定是理想的從各自的蛋白質的到全部的細胞,在受控,生理情況下。

鳴謝

對貢獻範例和圖像的那些的多謝。 HPI 的高分辨率圖像由帕特里克 Frederix 博士從組的提供 Engel 教授。 NPC 範例是從組的巴巴拉 Windoffer 的親切的禮品 Oberleithner, Universitätsklinikum Münster 博士教授。 脫氧核糖核酸組蛋白範例由丹尼斯 Merkel (Schwille 教授的組) 博士準備和印象由克萊門斯弗朗茲 (德累斯頓科技大學的 Muller'ss 教授的組) 兩個博士。

來源: JPK 儀器

關於此來源的更多信息请請參觀 JPK 儀器

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

Last Update: 13. June 2013 17:38

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