الميكروسكوب متعددة الأبعاد على الخلايا الحية باستخدام مجهر القوة الذرية من Nanowizard JPK وفي

: : AZoNanotechnology المادة

الموضوعات التي تغطيها

خلفية

التحليل الطيفي القوة

تقنيات الفحص المجهري

متعدد الأبعاد الميكروسكوب

إعداد التجريبية

صور الخلية الحية

استنتاج

خلفية

نزوع مستمر في البحث العلمي وتطوير التقنيات التي يمكن أن تتصدى لمكونات متعددة من النظام في وقت واحد. ميكروأري الحمض النووي التحليل يقدم تسديدة مفاجئة لمجموعة من الجينات داخل الخلية وأعرب في وقت معين. ويجري تطوير تقنية التعرف على الهوية المتعددة الأبعاد البروتين لتحديد محتويات عينات غير متجانسة من البروتينات.

التحليل الطيفي القوة

يمكن تحليل الطيفي قوة معالجة تعقيد التصاق الخلية عن طريق التمييز بين العناصر الفردية للمساهمة في عملية الربط. التطورات في تقنيات الفحص المجهري والاستعدادات العينة يتم تمديد هذا النوع من النهج متعدد العناصر لتصوير الخلايا.

تقنيات الفحص المجهري

والمعلومات الناتجة عن الهيكل الخلوي وظيفة باستخدام تقنيات مختلفة المجهر تختلف تبعا لكيفية إنشاء التباين. من خلال الجمع بين التقنيات ، ويمكن رصدها من المعلومات حول خصائص مختلفة من عينة واحدة في وقت واحد. و JPK Nanowizard ® تم تصميم مجهر القوة الذرية ليتم تثبيتها على ضوء مجهر مقلوب ، مما يتيح التصوير المتزامن لعينة بواسطة المجهر القوة الذرية (AFM) ، ومختلف تقنيات المجهر الضوئي على النقيض من مرحلة إلى البرنامج الموسع للتمنيع ، flourescence (TIRF مضان التأمل الداخلي الإجمالي ) والمجهري ليزر متحد البؤر المجهر (CLSM) على سبيل المثال لا الحصر. هذا المزيج من فؤاد وأساليب الفحص المجهري وغيرها ، حتى الآن ، واستخدمت أساسا للدراسات وظيفة الهيكل. ومع ذلك ، JPK Nanowizard يمكن استخدامها للحصول على صور ® المتفوق للخلايا الحية ، بالتزامن مع التقنيات المجهرية إضافية (الشكل 1). هذا يجعل JPK Nanowizard ® أداة قوية ومتعددة الجوانب المتعددة الأبعاد للدراسات الفحص المجهري.

متعدد الأبعاد الميكروسكوب

المجهري المتعددة الأبعاد يشير الى جيل من صور متعددة من خصائص مختلفة لعينة مع مرور الوقت. كمثال على ذلك ، تم استخدام المجهر متعددة الأبعاد لأثر كبير في دراسة تكوين الهياكل والديناميات التصاق التنسيق.

الشكل 1. المتعاقبة الصور إشارة خطأ في الخلية الحية في أحجام صغيرة تفحص تدريجيا. جميع الصور التي التقطت في قوة منخفضة ، ووضع الاتصال المستمر

في هذه الحالة ، استخدمت قنوات متعددة الفلورسنت لوصف مكونات الالتصاقات البؤرية وتوزيعها في علاقتها ببعضها البعض وأكتين داخل الخلية. التقدم في التقنيات المتاحة وfluorophores إعداد العينات يعني أنه يمكن أن تجرى متعددة مضان قناة على كل الخلايا الحية والثابتة.

هذا التصوير المتزامن لقنوات متعددة الفلورسنت يولد من المعلومات حول الترجمة من مكونات متعددة في الخلية ، ولكن مثل هذا النهج يمكن أن يكون كذلك مدد من خلال الجمع بين فؤاد مع المجهر مضان المجهري والتخلص التباين. بهذه الطريقة ، لا يمكن تحقيق واحد فقط في موقع معين من البروتينات ولكن أيضا لديناميات البنى السطحية والجوفية في الهيكل الخلوي بالإضافة إلى خلية التشكل العام ، في وقت واحد. ونحن هنا قد التقط REF52 الخلايا ، معربا عن paxillin - GFP ، مع تباين المرحلة ، والبرنامج الموسع للتمنيع ومضان فؤاد.

إعداد التجريبية

وبغية الحصول على صور مجهرية متعددة على الخلايا الحية ، ونمت الخلايا على coverslips ، والتي كانت في ذلك الحين شنت JPK Biocell ™ للتصوير. و Biocell صمم ™ (الشكل 2) لتحسين الحصول على الصور البصرية وفؤاد وقت واحد ، مع الحفاظ على بيئة تعكس الظروف الفسيولوجية.

الشكل 2 ، وBiocell JPK ™

و Biocell مصممة لتمكين ظروف التصوير الأمثل لكل من فؤاد وسائل بصرية في حين تسمح بسرعة ودقة التحكم في درجة الحرارة 20-60 درجة مئوية.

وقد التقط هذه الخلايا عند 37 درجة مئوية في وسائل الإعلام التي تحتوي على HEPES. و Nanowizard JPK تم تثبيتها على Axiovert ® 200M زايس مجهر الضوء المعكوس. وكان تصوير الخلايا في وضع منخفض القوة اتصال دائم مع ناتئ ، unsharpened مرنة. في بداية كل فحص والحصول على النقيض من مرحلة والصور مضان.

صور الخلية الحية

كما يمكن أن ينظر إليه أعلاه ، في الشكل 1 ، يمكن استخدام طريقة الاتصال AFM التصوير للحصول على نظرة عامة على الصور من خلية كاملة ، أو يمكن تشغيلها باستخدام الأحجام الصغيرة مسح لحل هياكل سطح ما وراء قرار المجهر ضوء التقليدية. في حين أن القرار ، وإشارة إلى الضوضاء التموينية من AFM من المزايا الرئيسية لهذه التقنية التصوير يمكن للمعلومات ولدت في الصور ذات الأحجام الكبيرة المسح أيضا أن تكون مفيدة ، ومكملة لغيرها من تقنيات التصوير. AFM التصوير هو عملية ميكانيكية ، على أساس التفاعل بين لجنة التحقيق فؤاد مرنة جدا مع السطح. وبالتالي فإن المعلومات التي هي الهيكلية والميكانيكية. بالإضافة إلى ذلك ، هي تقنية AFM السطح ، لذلك هي "ركز" صور فؤاد على سطح الخلية والهياكل الميكانيكية ، مثل الهيكل الخلوي أكتين ، التي تكمن وراء ذلك.

الجمع بين التصوير باستخدام سطح فؤاد ومضان التصوير من الالتصاقات البؤرية يسمح للمحقق للمقارنة بين ديناميات التصاق هياكل التنسيق على قاعدة الخلية مع هياكل أكتين على سطح الخلية. على النقيض من مرحلة إضافية لوحات تعطي الانطباع العام مورفولوجيا الخلايا ويمكن أن تساعد على تحديد ما إذا كانت الهياكل وحظ على سطح الخلية ومن المقرر أن الحويصلات التي تصور بشكل واضح في المرحلة تباين الصورة. على هذا النحو ، يتم إنشاء الصور ديناميات يحدث في القاعدة ، في الجسم ، وعلى سطح الخلية.

في الشكل 3 وتقدم سلسلة من الصور -- كل صف يظهر التباين المرحلة ، والاتصال epifluorescence الصور وضع إشارة الخطأ الذي اتخذ في 15 دقائق. كانت الخلايا الكثيفة على ساترة ، لتثبيط الخلايا الحركية ، بحيث يمكن التحقيق في حركة أصغر النطاق. ويمكن رؤية أكبر التغيرات في هيكل الخلية في المرحلة النقيض من الصور (وحلقت في A ، D ، G). ويمكن رؤية حويصلات داخل الخلية لنقل المواقف. مقارنة بين الصور EPI - الفلورسنت ثلاثة من GFP المسمى paxillin إظهار تغيير يذكر بين كل صورة.

الشكل 3. متعددة القناة الوقت الفاصل بين لوحات من الخلايا الليفية REF52. وكان تصوير الخلايا الليفية يعيشون في المقابل مرحلة (A ، D ، G) برنامج التحصين الموسع ومضان (B ، E ، H) والاتصال مع وضع مجهر القوة الذرية (C ، F ، I) في ر = 0 (A ، B ، C ) ، ر = 15 (D ، E ، F) و t = 30 (G ، H ، I).

السهام البيضاء في لوحات نيون (B ، E ، H) تسليط الضوء على التصاق هياكل التنسيق التي لا يبدو أن تغيير على مدار التفحص. ومن المثير للاهتمام ، بالمقارنة مع هيكل أكتين في الصور فؤاد ، والالتصاقات البؤرية لا يبدو أن التغيير ، في حين أن هناك محاذاة المتميزة للألياف الأكتين على طول الجسم للخلية. في الصورة الأصلية شبكة مرئيا في الهيكل الخلوي غشائي جزئيا. مع كل صورة المتعاقبة الألياف هيكل الخلية تصبح أكثر توافقا (الأسهم السوداء) وارتفاع خلايا الجسم. بالإضافة إلى ذلك ، هناك العديد من ومرنة الصغيرة ، ونتوءات ديناميكية عالية على المناطق المسطحة من الخلية (دائري باللون الأسود). هذه الصور من الهيكل الخلوي تحت السطح يبدو أن كثيرا أكثر ديناميكية أكثر من مرة بهذا الحجم من الالتصاقات البؤرية في واجهة بين الخلية ودعم.

في حين يستخدم فقط هنا واحد fluorophore ، يمكن بالطبع أن تمتد لتشمل مضان المجهري مضان قنوات متعددة. الليزر في JPK Nanowizard ® هو أبعد من طول موجة الطيف المرئي بحيث لا تتعطل قناة مضان أحمر وجود ليزر فؤاد.

في أحجام صغيرة مسح ، يمكن على درجة من الديناميكية على سطح الخلية المشاهدة أكثر وضوحا. وتعرض اثنين من لوحات متتالية من سطح الخلية في الشكل (4) وثلاثة اسقاطات الأبعاد للبيانات الطبوغرافية. وقد اتخذت الصورتين على التوالي ، 15 دقائق عن بعضها البعض. الهياكل الكبيرة هيكل الخلية في أعلى كل الصور متشابهة ، تغيرت كثيرا ولكن ما تبقى من هيكل بين الصور. وقد اختفى الحرف مرنة (السهم الأسود) ينظر في الصورة الأولى في المجموعة الثانية. ويمكن أيضا أدق شبه السطحية هيكل أن ينظر إلى أن تغييرات كبيرة بين الصورتين.

الشكل 4. الصور الطوبوغرافية المتعاقبة في المنطقة نفسها من سطح الخلية. في كلتا الحالتين فإن حجم المسح هو 5 × 5 ميكرون ومجموعة ض 000-200 نانومتر.

استنتاج

ويمكن استخدام الخلايا الحية لفؤاد صورة لم يسبق لها مثيل في القرار وعلى نطاق والوقت الذي هو مناسبة لمعالجة عدد من العمليات البيولوجية.

تصميم JPK Nanowizard ® تمكن المجهري متعدد الأبعاد يجمع بين فؤاد مع تقنيات التصوير الضوئي.

ويمكن استخدام هذا الإعداد للتحقيق ، في وقت واحد ، والأحداث التي تحدث في مناطق مختلفة من الخلايا. بدلا من ذلك ، يمكن أن تستخدم المعلومات المستقاة من وسائل مختلفة لتوليد النقيض من المعلومات عن هيكل وظيفة العلاقات. في حين يمكن أن تولد AFM معلومات مثيرة للاهتمام وفريدة من نوعها حول الخلايا بوصفها تقنية التصوير بذاتها ، والتكامل بين JPK Nanowizard ® إلى التشغيل الكامل ، مجهر الضوء المعكوس تمتد إمكانات للتصوير فؤاد الخلية.

المصدر : الآلات JPK

لمزيد من المعلومات عن هذا المصدر ، يرجى زيارة الآلات JPK

Date Added: Feb 21, 2008

Last Update: 5. October 2011 10:01

Ask A Question

Do you have a question you'd like to ask regarding this article?

Leave your feedback
Submit