Catalizzatore del BioScope per Rappresentazione Di alta risoluzione del AFM delle Biomolecole

Dagli Editori di AZoNano

Indice

Introduzione
Microscopia Atomica della Forza
Acidi Nucleici
Proteine
Membrane e Proteine della Membrana
Conclusione
Bruker

Introduzione

Il Catalizzatore del BioScope con microscopia ottica fornisce ai ricercatori di scienze biologiche un'opportunità di studiare le specie biologiche su una vasta gamma di dimensione riporta in scala. Il Catalizzatore del BioScope ha avanzato l'assistenza tecnica e la stabilità meccanica, quindi le immagini tridimensionali di alta risoluzione di singole biomolecole e delle strutture complesse biomolecolari possono essere ottenute. La rappresentazione condotta facendo uso del Catalizzatore del BioScope fornisce i dati al livello unicellulare dalla caratterizzazione negli acidi nucleici e proteine e membrane, Ecc.

Microscopia Atomica della Forza

La tecnica Atomica di Microscopia (AFM) della Forza fornisce la rappresentazione ad alta definizione a risoluzione del nanoscale di una struttura tridimensionale senza macchiare o ricoprire il campione. Quindi, punteggi del AFM sopra molte altre tecniche permettendo gli studi sulle biomolecole e sui parametri dei trattamenti biologici al sito trattato stessa ed annotando le letture in tempo reale. Il Catalizzatore AFM del BioScope può essere usato con le tecniche di microscopia leggera per fornire il percorso otticamente guida della sonda e di creazione delle immagini chiare che correlano il AFM ed i dati di immagine ottici. Le celle In Tensione sono state studiate usando il Catalizzatore del BioScope con il più grande ciclo chiuso, intervallo DI X-Y di scansione; i risultati erano altamente accurati. I risultati sono illustrati nella Figura 1.

(A)

(B)

Figura 1. (A) Ha Registrato il foglio di prova di immagine di un'immagine confocale a due vie di immagine di microscopia di fluorescenza di scansione del laser e della topografia del AFM delle celle del fibroblasto contrassegnate con Alexa Fluo 546 Phalloidin (rosso) e DAPI (blu). Il software di MIRO del Catalizzatore del BioScope permette alla registrazione di un campo visivo ottico all'area di scansione del AFM. Le immagini Ottiche possono poi essere usate per traversare la sonda del AFM ad una regione di interesse realizzare la rappresentazione di alta risoluzione del AFM e/o le misure altamente sensibili della forza. (B) la Regione di interesse ottenuta dalla rappresentazione ricoperta immagine ha correlato i canali di dati della fluorescenza e del AFM. Le immagini Confocali della fluorescenza sono state ottenute con un sistema confocale di Leica SP5 ed usando un obiettivo d'immersione in olio 40x. Le immagini del AFM sono state ottenute con un Catalizzatore del BioScope di gestione nel modo di contatto nella soluzione tampone facendo uso delle sonde di MLCT AFM (K ~0.01N/m).

La stabilità e l'assistenza tecnica meccaniche avanzate del Catalizzatore del BioScope lo rende adatto studiare le specie biomolecolari anche. Fornisce i risultati coerenti anche quando usato un microscopio ottico invertito, secondo le indicazioni di Figura 2.

Figura 2. Un'Immagine di Fase di 1ìm di un alcano C60H122. Il C60H122 è spincast su un substrato di HOPG con il livello ultrasottile risultante dell'alcano che esibisce una struttura lamellare ~7.5nm di larghezza e ~0.4nm dell'altezza. Le Immagini si sono acquistate su un Catalizzatore AFM del BioScope di gestione nel Modo di Spillatura facendo uso delle sonde di FESP AFM (K ~3N/m).

Acidi Nucleici

Lo Studio la struttura e della natura di acido desossiribonucleico (DNA) è vitale nella comprensione del codice genetico memorizzato che è estremamente utile nella ricerca in relazione con genetica di malattia. la rappresentazione AFM basata è capace di fornitura dei dati intermolecolari di interazione del DNA in tempo reale creando un ambiente fisiologico vicino. Per la rappresentazione, i fili negativi del DNA sono adsorbiti di recente dalla superficie che della mica del taglio che è fatta pagare dai cationi bivalenti (Ni++ o Mg++) o chimicamente alterato da positivamente - silano fatto pagare (APS-mica). Le immagini del AFM delle molecole del DNA sono indicate nella Figura 3. La piccola cella di flusso del volume del Catalizzatore del BioScope fornisce un ambiente tendente per l'osservazione delle molecole avere bisogno soltanto di piccole quantità di campione ed i fori di sbocco e di entrata facilitano lo scambio fluido facile. La tecnica di Spillatura della Forza Di Punta con ScanAsyst più ulteriormente ha migliorato la qualità della rappresentazione e la fornitura dei risultati coerenti il Catalizzatore. Figura 3 mostra i dati ottenuti facendo uso del metodo di Spillatura del PF sul Catalizzatore del BioScope.

Figura 3. immagine Tridimensionale di topografia del DNA del plasmide del pUC adsorbito su un substrato della mica. I diversi fili del DNA sono chiaramente visibili contro i precedenti della mica. Le Immagini si sono acquistate su un Catalizzatore AFM del BioScope di gestione in PeakForce che Spilla nella soluzione tampone facendo uso di ScanAsyst che il AFM+ Fluido sonda (K ~0.7N/m). Di x-y-Disgaggio di Immagine = 2ìm.

Proteine

Le molecole di Proteina sono importanti per la regolamentazione dei trattamenti biologici, l'osservazione diretta di cui fa luce sulla relazione fra la struttura e la funzione delle biomolecole. I Virus essenzialmente esistono dentro uno shell della proteina chiamato capsid, questo copre il DNA virale. Un host è trovato Una Volta che il DNA del virus è rilasciato e si moltiplica per spargere l'infezione. I Virus sono classificati in base alla struttura del capsid che può essere studiata dettagliatamente con la rappresentazione del AFM. La Figura 4B mostra la struttura del Virus Herpes Simplex ottenuta dalla rappresentazione del AFM fatta con il Catalizzatore del BioScope.

Figura 4. micrografo elettronico della Trasmissione (A) di un capsid del Virus Herpes Simplex. Cortesia di Immagine di Wouter Roos, Vrije Universiteit, Amsterdam, Paesi Bassi (Ristampati con autorizzazione. Sorgente: Roos et al., Proc. Nazionale. Acad. Sci. U.S.A., 2009, Volumi 106, 9673-78) (B) Un'immagine di Topografia di 250nm AFM di singolo capsid del virus Herpes simplex. La disposizione delle molecole di proteina come 3 sottounità dimensionali sulla superficie del capsid, conosciuta come i capsomeres, è chiaramente visibile nell'immagine del AFM. Le immagini del AFM sono state ottenute sul Catalizzatore del BioScope di gestione nel modo di Spillatura di PeakForce negli stati del buffer ed usando ScanAsyst Fluid+ AFM sonda (K ~0.7N/m). Campioni la cortesia di Wouter Roos e di Gijs Wuite, Vrije Universiteit, Amsterdam, Paesi Bassi.

La rappresentazione del AFM è particolarmente utile nello studio dei virus che esibiscono l'assembly o l'aggregazione anormale. Ciò fornisce le informazioni vitali per la ricerca relativa a Alzheimer ed alla Malattia del Parkinson. Figura 5 mostra come la rappresentazione del AFM risulta con il Catalizzatore del BioScope sulle fibre di A-â per quanto riguarda il Morbo di Alzheimer, fornendo i dati dettagliati sulla struttura e sui beni nanomechanical della fibra. I Ricercatori specificamente stanno cercando l'interazione delle proteine dell'amiloide (come appare la Figura 5C) in celle viventi.

Figura 5. immagini di PeakForce QNM delle fibre dell'amiloide adsorbite su una superficie di recente fenduta della mica. (A) Le immagini della Topografia rivelano alcune delle fibre per avere una struttura torta (frecce blu) mentre altri non fanno (frecce rosse). (B) I dati del Modulo e (C) i canali di dati di deformazione sono ottenuti simultaneamente all'immagine della topografia. Queste immagini indicano l'amiloide per avere un modulo più basso (gamma di colori più scura) e corrispondentemente, un più alto grado di deformazione (gamma di colori più leggera) che il substrato di fondo della mica. Egualmente è osservato che le fibre torte dell'amiloide hanno leggermente in basso un valore del modulo rispetto a quelle fibre che non sono torte (cioè le fibre torte compaiono leggero più scuro delle fibre diritte nell'immagine del modulo). Le Immagini sono state ottenute su un Catalizzatore del BioScope di gestione nel modo di Spillatura di PeakForce facendo uso delle sonde di ScanAsyst AFM (K ~0.4N/m). Campioni la cortesia di Xingfei Zhou, l'Università di Ningbo, Cina.

Figura 6 mostra come l'incubatrice della fase di aspersione (PSI) con il Catalizzatore del BioScope fornisce il giusto ambiente per gli esperimenti. Il Catalizzatore AFM, lo PSI ed il software del BioScope di MIRO fornisce i dati completi per l'analisi della fibra dell'amiloide.

Figura 6. Impostazione dell'Incubatrice della Fase di Aspersione del Catalizzatore del BioScope (PSI). (1) Lo PSI supporta le capsule di Petri Inferiori di vetro standard per la compatibilità con gli alti obiettivi del NA. (2) Il diffusore di flusso dirige il flusso liquido di modo laminare attraverso l'area del campione, assicurando anche lo scambio fluido ed isolando il disturbo dall'entrata e dallo sbocco liquidi. (3) Il morsetto di aspersione stabilizza la capsula di Petri Ed i condotti di immissione e di uscita contenuti dell'acciaio inossidabile che sono in contatto termico con la fase del riscaldamento per preriscaldare il liquido ed il gas ricevuti. (4) sigilli Di un deflettore del silicone fra la capsula di Petri Ed il supporto della sonda, diminuenti evaporazione e permettenti controllo dello spazio del gas sopra il liquido. (5) Il supporto specializzato della sonda di PSI contiene un sensore di temperatura per il video locale della temperatura. L'immagine della destra mostra lo PSI completamente montato insieme alla fase del riscaldamento del campione sul Catalizzatore AFM del BioScope.

Membrane e Proteine della Membrana

Le Membrane cellulari incapsulano le celle che fungono da livello di separazione fra le celle. Hanno molte funzioni come mantenere il citoscheletro, fornendo la forma alle celle e facilitano il trasporto materiale da e nelle celle. Lo studio delle membrane è un complicato bit dovuto i domini idrofobi presenti in tutto la membrana. La sfida si trova nello studio delle proteine della membrana senza disturbare l'ambiente indigeno della membrana. Il AFM indirizza questa sfida da cui gli studi possono essere intrapresi sul liquido nelle circostanze simili alle circostanze fisiologiche. Il AFM può fornire le immagini delle celle in tensione che danno le immagini ad alta definizione delle membrane cellulari e della struttura. La Figura 7A mostra le immagini del AFM della membrana batterica su un substrato della mica. Una struttura di grata cristallina bidimensionale chiamata il S-Livello è indicata; questo livello fornisce la protezione meccanica e chimica alla cella. L'immagine del AFM egualmente esibisce le piccole periodicità nella grata del livello di S, che è utile per le applicazioni biometriche e nanotechnological.

Figura 7. (A) immagine di fase del AFM di S-Livelli batterici da Escherichia coli. Le membrane batteriche sono state asportate dalle celle e dalle toppe della membrana vincolate su una superficie di recente fenduta della mica. Il reticolo della grata costituito dalla S - le proteine del livello è chiaramente evidenti nell'immagine di fase ed è osservata per avere una periodicità di ~18nm. (B) immagine Ad Alta Definizione della periodicità della grata del S-Livello osservata su una singola toppa della membrana. Le Immagini sono state ottenute su un Catalizzatore del BioScope di gestione in TappingMode negli stati del buffer facendo uso delle sonde di SNL AFM (K ~0.32N/m). Campioni la cortesia di Hans Oberleithner, Istituto per la Fisiologia II, Università di Muenster, Germania.

Conclusione

Il AFM è utile nella fornitura delle immagini ad alta definizione delle molecole al livello unicellulare nella ricerca biomolecolare. Il Catalizzatore del BioScope con il AFM fornisce un'opportunità di studiare il DNA, le proteine e le membrane cellulari.

Bruker

Le Superfici Nane di Bruker fornisce i prodotti Atomici del Microscopio della Forza/del Microscopio Sonda di Scansione (AFM/SPM) che stanno fuori da altri sistemi disponibili nel commercio per la loro progettazione e facilità di uso robuste, mentre mantenendo il più di alta risoluzione. La testa di misurazione di NANOS, che fa parte di tutti gli nostri strumenti, impiega un interferometro a fibra ottica unico per la misurazione della deformazione a mensola, che fa il compatto di impostazione così che è non più grande di un obiettivo standard del microscopio della ricerca.

Questi informazioni sono state originarie, esaminate ed adattate dai materiali forniti dalle Superfici Nane di Bruker.

Per ulteriori informazioni su questa sorgente visualizzi prego le Superfici Nane di Bruker.

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

Last Update: 23. January 2014 11:14

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