Catalyseur de BioScope pour la Représentation De haute résolution d'AFM des Biomolécules

Par des Éditeurs d'AZoNano

Table des matières

Introduction
Microscopie Atomique de Force
Acides Nucléiques
Protéines
Membranes et Protéines de Membrane
Conclusion
Bruker

Introduction

Le Catalyseur de BioScope avec la microscopie optique fournit des chercheurs des sciences de la vie une opportunité d'étudier la substance biologique sur une large gamme de taille évalue. Le Catalyseur de BioScope a avancé le bureau d'études et la stabilité mécanique, par conséquent des images en trois dimensions de haute résolution des biomolécules uniques et des structures complexes biomoléculaires peuvent être obtenues. La représentation conduite utilisant le Catalyseur de BioScope fournit des données au niveau unicellulaire par la caractérisation dans les acides nucléiques et les protéines et les membranes, Etc.

Microscopie Atomique de Force

La technique Atomique de Microscopie (AFM) de Force fournit la représentation à haute résolution à la définition de nanoscale d'une structure en trois dimensions sans souiller ou vêtir l'échantillon. Ainsi, lignes de refoulage d'AFM au-dessus de beaucoup d'autres techniques en permettant des études des biomolécules et des paramètres des procédés biologiques au site de processus lui-même et en prenant les relevés en temps réel. Le Catalyseur AFM de BioScope peut être employé avec des techniques de photomicroscopie pour fournir la navigation à guidage optique de la sonde et de produire des images dégagées marquant l'AFM et les données d'image optiques. Des cellules Sous Tension ont été étudiées à l'aide du Catalyseur de BioScope avec la plus grande boucle bloquée, domaine DE X/Y d'échographie ; les résultats étaient hautement précis. Les résultats sont illustrés sur le Schéma 1.

(a)

(b)

Le Schéma 1. (a) A Enregistré le transparent d'image d'une image confocale à deux voies d'image de microscopie à fluorescence de lecture de laser et de topographie d'AFM des cellules de fibroblaste étiquetées avec Alexa Fluo 546 Phalloidin (rouge) et DAPI (bleu). Le logiciel de MIRO de Catalyseur de BioScope active l'inscription d'un champ de vision optique à la zone d'échographie d'AFM. Des images Optiques peuvent alors être employées pour diriger la sonde d'AFM à une région d'intérêt pour exécuter la représentation de haute résolution d'AFM et/ou les mesures extrêmement sensibles de force. (b) La Région d'intérêt obtenue à partir de l'apparence recouverte par image a marqué des voies de transmission de données d'AFM et de fluorescence. Des images Confocales de fluorescence ont été obtenues avec un système confocal de Leica SP5 et utiliser un objectif 40x à immersion dans l'huile. Des images d'AFM ont été obtenues avec un mode actionné par Catalyseur de BioScope en contact dans la solution tampon utilisant les sondes de MLCT AFM (k ~0.01N/m).

La stabilité et le bureau d'études mécaniques avancés du Catalyseur de BioScope le rend adapté pour étudier la substance biomoléculaire également. Elle fournit à des résultats cohérents même lorsqu'utilisé un microscope optique inversé, suivant les indications du Schéma 2.

Le Schéma 2. Une Image de Phase de 1ìm d'un alcane C60H122. Le C60H122 est spincast sur un substrat de HOPG avec la couche ultra-mince donnante droit d'alcane montrant une structure lamellaire ~7.5nm dans la largeur et ~0.4nm dans la hauteur. Des Images ont été saisies sur un Catalyseur AFM de BioScope actionné en Mode de Filetage utilisant les sondes de FESP AFM (k ~3N/m).

Acides Nucléiques

L'Étude de la structure et de la nature de l'acide désoxyribonucléique (ADN) est indispensable en comprenant code génétique enregistré qui est extrêmement utile dans la recherche liée génétique de la maladie. la représentation AFM-basée est capable de fournir des données intermoléculaires d'interaction de l'ADN en temps réel en produisant un environnement physiologique proche. Pour la représentation, les Brins d'ADN négatifs sont adsorbés par frais la surface de mica de couper que qui est chargée par les cations bivalents (Ni++ ou Magnésium++) ou chimiquement modifié par franchement - silane chargé (Aps-mica). Les images d'AFM des Molécules d'ADN sont affichées sur le Schéma 3. La petite cellule de débit du Catalyseur de BioScope fournit un environnement favorisant pour observer les molécules avoir besoin seulement de petites quantités d'échantillon et les orifices de sortie de prise et facilitent l'échange liquide facile. La technique de Filetage de Force Maximale avec ScanAsyst a davantage amélioré la qualité de représentation et fournir à des résultats cohérents le Catalyseur. Le Schéma 3 affiche des données obtenues suivre la méthode de Filetage de PF sur le Catalyseur de BioScope.

Le Schéma 3. image de topographie de Tridimensionnel du plasmide ADN de pUC adsorbé sur un substrat de mica. Les différents Brins d'ADN sont de manière dégagée visibles sur le fond de mica. Des Images ont été saisies sur un Catalyseur AFM de BioScope actionné dans PeakForce Filetant dans la solution tampon utilisant les sondes d'AFM+ de Liquide de ScanAsyst (k ~0.7N/m). De x/y-Échelle d'Image = 2ìm.

Protéines

Les molécules de Protéine sont importantes pour régler les procédés biologiques, l'observation directe dont les manetons s'allument sur le rapport entre la structure et le fonctionnement des biomolécules. Les Virus existent essentiellement à l'intérieur d'un capsid appelé de shell de protéine, ceci couvre l'ADN viral. Une Fois un hôte est trouvé que le virus ADN est relâché et il se multiplie pour écarter l'infection. Les Virus sont basés classifié sur la structure de capsid qui peut être étudiée en détail par la représentation d'AFM. La Figure 4B affiche la structure du Virus Herpès Simplex obtenue par la représentation d'AFM faite avec le Catalyseur de BioScope.

Le Schéma 4. (a) micrographe électronique de Boîte De Vitesses d'un capsid de Virus Herpès Simplex. Accueil d'Image de Wouter Roos, Vrije Universiteit, Amsterdam, Pays-Bas (Réimprimés avec l'autorisation. Source : Roos et autres, Proc. Natl. Acad. Sci. Les ETATS-UNIS, 2009, Vol. 106, 9673-78) (b) Une image de Topographie de 250nm AFM d'un capsid unique de virus herpès simplex. L'arrangement des molécules de protéine en tant que sous-unités à trois dimensions sur la surface du capsid, connue sous le nom de capsomeres, est de manière dégagée visible dans l'image d'AFM. Des images d'AFM ont été obtenues sur le Catalyseur de BioScope actionné en mode de Filetage de PeakForce dans des états de tampon et l'utilisation de ScanAsyst Fluid+ AFM sonde (k ~0.7N/m). Échantillonnez l'accueil de Wouter Roos et de Gijs Wuite, Vrije Universiteit, Amsterdam, Pays-Bas.

La représentation d'AFM est particulièrement utile dans l'étude des virus montrant l'assemblage anormal ou la totalisation. Ceci fournit l'information indispensable pour la recherche liée à Alzheimer et à la Maladie de Parkinson. Le Schéma 5 affiche comment la représentation d'AFM donne droit avec le Catalyseur de BioScope sur des fibres d'A-â concernant la Maladie d'Alzheimer, fournissant des petits groupes sur la structure et les propriétés nanomechanical de la fibre. Les Chercheurs recherchent particulièrement l'interaction des protéines amyloïdes (représentées sur Figure 5C) en cellules vivantes.

Le Schéma 5. images de PeakForce QNM des fibres amyloïdes adsorbées sur une surface frais fendue de mica. (a) Les images de Topographie indiquent certaines des fibres pour avoir une structure déformée (flèches bleues) alors que d'autres ne font pas (les flèches rouges). (b) Les données de Module et (c) les voies de transmission de données de déformation sont obtenues simultanément à l'image de topographie. Ces images indiquent l'amyloïde pour avoir un module inférieur (une échelle de couleurs plus sombre) et également, un degré plus élevé de déformation (une échelle de couleurs plus légère) que le substrat fondamental de mica. On l'observe également que les fibres amyloïdes déformées ont une valeur légèrement plus basse de module par rapport à ces fibres qui ne sont pas déformées (c.-à-d. les fibres déformées apparaissent plus sombre mince que les fibres droites dans l'image de module). Des Images ont été obtenues sur un Catalyseur de BioScope actionné en mode de Filetage de PeakForce utilisant les sondes de ScanAsyst AFM (k ~0.4N/m). Échantillonnez l'accueil de Xingfei Zhou, Université de Ningbo, Chine.

Le Schéma 6 affiche comment l'incubateur de stade de perfusion (PSI) avec le Catalyseur de BioScope fournit le bon environnement pour des expériences. Le Catalyseur de BioScope AFM, la PSI et le logiciel de MIRO fournissent des données complètes pour l'analyse amyloïde de fibre.

Le Schéma 6. Installation de l'Incubateur de Stade de Perfusion de Catalyseur de BioScope (PSI). (1) La PSI supporte les boîtes de Pétri Inférieures en verre normales pour la compatibilité avec des objectifs élevés de NA. (2) Le diffuseur de flux dirige le flux liquide de mode laminaire en travers de la zone d'échantillon, assurant même l'échange liquide et isolant le bruit de la prise et de la prise liquides. (3) La bride de perfusion stabilise la boîte de Pétri Et les tubes contenus de prise et de prise d'acier inoxydable qui sont en contact thermique avec le stade de chauffage pour préchauffer le liquide et le gaz entrants. (4) Visas d'une cloison de silicone entre la boîte de Pétri Et le support de sonde, réduisant l'évaporation et permettant le contrôle de l'espace de gaz au-dessus du liquide. (5) Le support spécialisé de sonde de PSI contient un senseur de température pour la surveillance locale de la température. L'image de côté droit affiche la PSI entièrement assemblée avec le stade de chauffage témoin sur le Catalyseur AFM de BioScope.

Membranes et Protéines de Membrane

Les Membranes cellulaires encapsulent les cellules agissant en tant que couche de séparation entre les cellules. Elles ont beaucoup de fonctionnements tels que maintenir le cytosquelette, fournissant la forme aux cellules et facilitent le transport matériel et dans des cellules. L'étude des membranes est une due compliqué de bit aux domaines hydrophobes actuels dans toute la membrane. Le défi se situe en étudiant les protéines de membrane sans toucher à l'environnement indigène de membrane. L'AFM relève ce défi par lequel des études peuvent être entreprises sur le liquide dans des conditions assimilées aux conditions physiologiques. L'AFM peut fournir des images des cellules sous tension donnant des images haute résolution des membranes cellulaires et de la structure. La Figure 7A affiche les images d'AFM de la membrane bactérienne sur un substrat de mica. Une structure de réseau cristalline bidimensionnelle appelée le Tueur est affichée ; cette couche donne la protection mécanique et chimique à la cellule. L'image d'AFM montre également de petites périodicités dans le réseau de couche de S, qui est utile pour des applications biométriques et nanotechnological.

Le Schéma 7. (a) image de phase d'AFM des Tueurs bactériens d'Escherichia coli. Les membranes bactériennes ont été excisées des cellules et des corrections de membrane immobilisées sur une surface frais fendue de mica. La configuration de réseau constituée par le S - les protéines de couche est de manière dégagée évidente dans l'image de phase et est observées pour avoir une périodicité de ~18nm. (b) Image haute résolution de la périodicité de réseau de Tueur observée sur une correction unique de membrane. Des Images ont été obtenues sur un Catalyseur de BioScope actionné dans TappingMode en états de tampon utilisant les sondes de SNL AFM (k ~0.32N/m). Échantillonnez l'accueil de Hans Oberleithner, Institut pour la Physiologie II, Université de Muenster, Allemagne.

Conclusion

L'AFM est utile en fournissant des images haute résolution des molécules au niveau unicellulaire dans la recherche biomoléculaire. Le Catalyseur de BioScope avec l'AFM fournit une opportunité d'étudier l'ADN, les protéines et les membranes cellulaires.

Bruker

Les Surfaces Nanoes de Bruker fournit les produits Atomiques de Microscope de Force/de Microscope Sonde de Lecture (AFM/SPM) qui restent à l'extérieur d'autres systèmes disponibles dans le commerce pour leur design et facilité d'utilisation robustes, tout en mettant à jour le plus de haute résolution. Le chef de mesure de NANOS, qui fait partie de tous nos instruments, utilise un seul interféromètre fibreoptique pour mesurer le fléchissement en porte-à-faux, qui effectue le contrat d'installation ainsi qu'il n'est pas plus grand qu'un objectif normal de microscope de recherches.

Cette information a été originaire, révisée et adaptée des matériaux fournis par des Surfaces de Nano de Bruker.

Pour plus d'informations sur cette source visitez s'il vous plaît les Surfaces de Nano de Bruker.

Date Added: Apr 18, 2011 | Updated: Jan 23, 2014

Last Update: 23. January 2014 11:09

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