De Katalysator van BioScope voor de Weergave van de Hoge Resolutie AFM van Biomoleculen

Door Redacteurs AZoNano

Inhoudstafel

Inleiding
De Atoom Microscopie van de Kracht
Nucleic Zuren
Proteïnen
Membranen en de Proteïnen van het Membraan
Conclusie
Bruker

Inleiding

De Katalysator BioScope samen met de optische microscopie verstrekt de onderzoekers van de het levenswetenschap een kans om de biologische species op een brede waaier van grootteschalen te bestuderen. De Katalysator BioScope heeft techniek en mechanische stabiliteit vooruitgegaan, vandaar kunnen de hoge resolutie driedimensionele beelden van enige biomoleculen en biomoleculaire complexe structuren worden verkregen. De weergave leidde het gebruiken van de Katalysator BioScope verstrekt gegevens op eencellig niveau door karakterisering in nucleic zuren en proteïnen en membranen, enz.

De Atoom Microscopie van de Kracht

De Atoomtechniek van de Microscopie (AFM) van de Kracht verstrekt high-resolution weergave bij nanoscaleresolutie van een driedimensionele structuur zonder het bevlekken van of de steekproef met een laag te bedekken. Aldus, noteert AFM over veel andere technieken door studies van biomoleculen en parameters van biologische processen toe te staan bij de procesplaats zelf en echt te nemen - tijdlezingen. De BioScope Katalysator AFM kan met de lichte microscopietechnieken worden gebruikt om optisch geleide navigatie te verstrekken van de sonde en het creëren van duidelijke beelden die AFM - en optische de beeldgegevens correleren. Leef cellen werden bestudeerd door de Katalysator BioScope samen met de grootste gesloten lijn, X-Y aftastenwaaier te gebruiken; de resultaten waren hoogst nauwkeurig. De resultaten zijn geïllustreerd in Figuur 1.

(a)

(b)

Figuur 1. (a) Geregistreerde beeldbekleding van een confocal beeld met twee kanalen die van de de fluorescentiemicroscopie van het laseraftasten en AFM topografiebeeld van fibroblastcellen met Alexa Fluo 546 (rode) worden geëtiketteerd Phalloidin en (blauwe) DAPI. De BioScope software van de Katalysator MIRO laat registratie van een optisch gebied van mening aan het AFM aftastengebied toe. De Optische beelden kunnen dan worden gebruikt om de sonde AFM aan een gebied te navigeren van belang om hoge resolutieAFM weergave en/of hoogst gevoelige krachtmetingen uit te voeren. (b) het Gebied van belang verkreeg uit de beeldbekleding die gecorreleerde de gegevenskanalen tonen van AFM en van de fluorescentie. Confocal fluorescentiebeelden werden verkregen met een SP5 Leica confocal systeem en het gebruiken van een 40x doelstelling van de olieonderdompeling. De beelden AFM werden verkregen met een Katalysator BioScope op contactwijze in werking wordt gesteld in bufferoplossing gebruikend sondes MLCT AFM (k ~0.01N/m die).

De geavanceerde mechanische stabiliteit en de techniek van de Katalysator BioScope maken het geschikt om biomoleculaire species ook te bestuderen. Het voorziet verenigbare resultaten zelfs wanneer gebruikt van een omgekeerde optische microscoop, zoals aangetoond in Figuur 2.

Figuur 2. Een 1ìm Beeld van de Fase van alkane C60H122. C60H122 is spincast op een substraat HOPG met de resulterende uiterst dunne alkane laag tentoonstellend een gelamelleerde structuur ~7.5nm in breedte en ~0.4nm in hoogte. De Beelden werden verworven op een BioScope Katalysator AFM in het Onttrekken van Wijze in werking wordt gesteld gebruikend sondes FESP AFM (k ~3N/m die).

Nucleic Zuren

Bestuderen van de structuur en de aard van deoxyribonucleic zuur (DNA) is essentieel in het begrip van de opgeslagen genetische code die in op genetisch betrekking hebbend ziekteonderzoek uiterst nuttig is. De op afm-gebaseerde weergave kan intermoleculaire interactiegegevens van DNA in echt verstrekken - tijd door een dichtbijgelegen fysiologisch milieu te creëren. Voor de weergave, worden de negatieve bundels van DNA geadsorbeerd door de vers gesneden micaoppervlakte die of door tweewaardige kationen (Ni of++ Mg)++ wordt geladen of door - geladen silaan (APS-Mica) positief chemisch veranderd. De beelden AFM van de molecules van DNA worden getoond in Figuur 3. De kleine cel van de volumestroom van de Katalysator BioScope verstrekt een bevorderlijk milieu voor het waarnemen van de molecules vereisend slechts kleine hoeveelheden van steekproef en inham en afzet de havens vergemakkelijken gemakkelijke vloeibare uitwisseling. De PiekKracht die techniek samen met ScanAsyst onttrekken heeft verder de weergavekwaliteit en het voorzien van verenigbare resultaten van de Katalysator verbeterd. Figuur 3 toont verkregen gegevens gebruikend PF die methode Onttrekken over de Katalysator BioScope.

Figuur 3. Driedimensioneel die topografiebeeld van DNA van de pUCplasmide op een micasubstraat wordt geadsorbeerd. De individuele bundels van DNA zijn duidelijk zichtbaar tegen de micaachtergrond. De Beelden werden verworven op een BioScope die Katalysator AFM in PeakForce in werking wordt gesteld in bufferoplossing Onttrekken gebruikend sondes ScanAsyst+ Vloeibare AFM (k ~0.7N/m die). De x-y-Schaal van het Beeld = 2ìm.

Proteïnen

De Eiwit molecules zijn belangrijk voor het regelen van de biologische processen, de directe observatie waarvan licht op de relatie tussen de structuur en de functie van biomoleculen werpt. Virussen er bestaan hoofdzakelijk binnen eiwit geroepen shell capsid, behandelt dit virale DNA. Zodra een gastheer wordt gevonden wordt virusDNA vrijgegeven en het vermenigvuldigt zich om de besmetting uit te spreiden. De Virussen zijn geclassificeerd gebaseerd op de capsidstructuur die in detail door weergave kan worden bestudeerd AFM. Het Cijfer 4B toont de structuur van het SimplexdieVirus van de Herpes door AFM weergave wordt verkregen met de Katalysator BioScope wordt gedaan.

Figuur 4. (a) het elektronenmicrograaf van de Transmissie van een SimplexVirus van de Herpes capsid. De hoffelijkheid van het Beeld van Wouter Roos, Vrije Universiteit, Amsterdam, Nederland (met toestemming wordt Herdrukt die. Bron: Roos et al., Proc. Natl. Acad. Sc.i. De V.S., 2009, Volume 106, 9673-78) (b) een 250nm beeld van de Topografie AFM van één enkel herpes simplexvirus capsid. De regeling van eiwitmolecules als 3 dimensionale die subeenheden op de oppervlakte van capsid, als capsomeres wordt bekend, is duidelijk zichtbaar in het beeld AFM. De beelden AFM werden op de Katalysator BioScope verkregen in PeakForce in werking die wordt gesteld die wijze in buffervoorwaarden Onttrekken en de sondes AFM gebruiken van ScanAsyst Fluid+ (k ~0.7N/m die). De hoffelijkheid van de Steekproef van Wouter Roos en Gijs Wuite, Vrije Universiteit, Amsterdam, Nederland.

De weergave AFM is bijzonder nuttig in de studie van virussen tentoonstellend abnormale assemblage of samenvoeging. Dit verstrekt essentiële informatie voor onderzoek met betrekking tot Alzheimer en Ziekte van Parkinson. Figuur 5 toont hoe de weergave AFM met de Katalysator BioScope op vezels a-Â met betrekking tot de ziekte van Alzheimer voortvloeit, die details op de structuur en de nanomechanical eigenschappen van de vezel verstrekken. De Onderzoekers specifiek zoeken de interactie van de amyloid proteïnen (in Cijfer 5C worden getoond) in levende cellen die.

Figuur 5. De beelden van PeakForce QNM van amyloid vezels op een vers gespleten micaoppervlakte die worden geadsorbeerd. (a) de beelden van de Topografie openbaren enkele vezels om een verdraaide structuur (blauwe pijlen) te hebben terwijl anderen niet (rode pijlen). (b) de gegevens van de Modulus en de (c) kanalen van misvormingsgegevens worden verkregen gelijktijdig aan het topografiebeeld. Deze beelden wijzen op amyloid om een lagere modulus (donkerdere kleurenscala) te hebben en navenant, een hogere graad van misvorming (lichtere kleurenscala) dan het onderliggende micasubstraat. Men merkt ook op dat de verdraaide amyloid vezels een lichtjes lagere moduluswaarde in vergelijking tot die vezels hebben die niet verdraaid zijn (d.w.z. lijken de verdraaide vezels lichte donkerder dan de rechte vezels in het modulusbeeld). De Beelden werden verkregen op een Katalysator BioScope die in PeakForce in werking wordt gesteld wijze Onttrekken gebruikend de sondes van ScanAsyst AFM (k ~0.4N/m die). De hoffelijkheid van de Steekproef van Xingfei Zhou, Ningbo Universiteit, China.

Figuur 6 toont hoe de incubator van het perfusiestadium (PSI) met de Katalysator BioScope het juiste milieu voor experimenten verstrekt. De BioScope Katalysator AFM, PSI en de software MIRO verstrekt uitvoerige gegevens voor amyloid vezelanalyse.

Figuur 6. Opstelling van de Incubator van het Stadium van de Perfusie van de Katalysator BioScope (PSI). (1) PSI steunt de standaardpetrischalen van de glasbodem Voor verenigbaarheid met de hoge doelstellingen van NA. (2) de stroomverspreider leidt vloeibare stroom op laminaire manier over het steekproefgebied die, die zelfs vloeibare uitwisseling verzekeren en lawaai isoleren van de vloeibare inham en de afzet. (3) de perfusieklem stabiliseert de Petrischaal en de bevatte van de roestvrij staalinham en afzet buizen die in thermisch contact met het het verwarmen stadium om de inkomende vloeistof en het gas voor te verwarmen zijn. (4) de verbindingen van een siliconeschot tussen de Petrischaal en de sondehouder die, die verdamping verminderen en controle van de gasruimte toestaan boven de vloeistof. (5) de gespecialiseerde de sondehouder van PSI bevat een temperatuursensor voor lokaal toezicht op temperatuur. Het rechterkantbeeld toont PSI samen met het steekproef het verwarmen stadium op de BioScope Katalysator AFM volledig wordt geassembleerd die.

Membranen en de Proteïnen van het Membraan

De membranen van de Cel kapselen de cellen in die als scheidende laag tussen cellen handelen. Zij hebben vele functies zoals het houden van cytoskeleton die op zijn plaats, vorm verstrekken aan de cellen en vergemakkelijken materieel vervoer van en in de cellen. De studie van membranen is een ingewikkeld bit wegens de hydrophobic domeinen huidig door het membraan. De uitdaging ligt in het bestuderen van de membraanproteïnen zonder het inheemse membraanmilieu te storen. AFM richt deze uitdaging waardoor de studies op de vloeistof in de omstandigheden kunnen worden uitgevoerd gelijkend op fysiologische voorwaarden. AFM kan beelden van levende cellen verstrekken die high-resolution beelden van celmembranen en de structuur geven. Het Cijfer 7A toont de beelden AFM van bacterieel membraan op een micasubstraat. Een tweedimensionale kristallijne roosterstructuur genoemd wordt S-Layer getoond; deze laag geeft mechanische en chemische bescherming aan de cel. Het beeld AFM stelt ook kleine periodiciteit in het de laagrooster van S tentoon, dat voor biometrische en nanotechnological toepassingen nuttig is.

Figuur 7. (a) de fasebeeld van AFM van bacteriële S-layers van E. coli. De bacteriële membranen werden die van de cellen accijns gelegd en de membraanflarden op een vers gespleten micaoppervlakte worden geïmmobiliseerd. Het roosterpatroon door S wordt gevormd - de laagproteïnen is duidelijk duidelijk in het fasebeeld en waargenomen om een periodiciteit van ~18nm te hebben die. (b) die High-resolution beeld van de S-layer roosterperiodiciteit op één enkel membraanflard wordt waargenomen. De Beelden werden verkregen op een Katalysator BioScope in TappingMode in buffervoorwaarden gebruikend in werking wordt gesteld sondes SNL AFM (k ~0.32N/m die). De hoffelijkheid van de Steekproef van Hans Oberleithner, Instituut voor Fysiologie II, Universiteit van Muenster, Duitsland.

Conclusie

AFM is nuttig in het verstrekken van high-resolution beelden van molecules op het eencellige niveau in biomoleculair onderzoek. De Katalysator BioScope samen met AFM biedt een mogelijkheid om DNA, proteïnen en celmembranen te bestuderen.

Bruker

Verstrekt Nano Oppervlakten van Bruker de Atoomproducten van de Kracht van de Microscoop/van de Microscoop van de Sonde van het Aftasten (AFM/SPM) die van andere in de handel verkrijgbare systemen voor hun robuuste ontwerp en handigheid, terwijl het handhaven van de hoogste resolutie duidelijk uitkomen. NANOS die hoofd meten, dat deel al onze instrumenten uitmaakt, wendt een unieke vezeloptische interferometer voor het meten van de cantileverafbuiging aan, die de opstelling zo compact maakt dat het neen groter is dan een standaarddoelstelling van de onderzoekmicroscoop.

Deze informatie is afkomstig geweest, herzien en die van materialen door Bruker Nano Oppervlakten aangepast worden verstrekt.

Voor meer informatie over deze bron te bezoeken gelieve Nano Oppervlakten Bruker.

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

Last Update: 23. January 2014 11:07

Ask A Question

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

Leave your feedback
Submit