Catalizador do BioScope para a Imagem Lactente De alta resolução do AFM das Biomoléculas

Por Editores de AZoNano

Índice

Introdução
Microscopia Atômica da Força
Ácidos Nucleicos
Proteínas
Membranas e Proteínas da Membrana
Conclusão
Bruker

Introdução

O Catalizador do BioScope junto com a microscopia óptica fornece pesquisadores da ciência da vida uma oportunidade de estudar a espécie biológica em uma escala larga do tamanho escala. O Catalizador do BioScope avançou a engenharia e a estabilidade mecânica, daqui as imagens tridimensionais de alta resolução de únicas biomoléculas e de estruturas complexas biomoleculares podem ser obtidas. A imagem lactente conduzida usando o Catalizador do BioScope fornece dados a único nível da pilha pela caracterização em ácidos nucleicos e proteínas e membranas, Etc.

Microscopia Atômica da Força

A técnica Atômica da Microscopia (AFM) da Força fornece a imagem lactente de alta resolução na definição do nanoscale de uma estrutura tridimensional sem manchar ou revestir a amostra. Assim, o AFM marca sobre muitas outras técnicas permitindo estudos das biomoléculas e os parâmetros de processos biológicos no processo situam-se e tomando leituras do tempo real. O Catalizador AFM do BioScope pode ser usado com técnicas da fotomicroscopia para fornecer a navegação óptica guiada da ponta de prova e de criar as imagens claras que correlacionam o AFM e os dados de imagem ópticos. As pilhas Vivas foram estudadas usando o Catalizador do BioScope junto com o laço fechado o maior, escala X-Y da varredura; os resultados eram altamente exactos. Os resultados são ilustrados em Figura 1.

(a)

(b)

A Figura 1. (a) Registrou a folha de prova da imagem de uma imagem confocal de dois canais da imagem da microscopia de fluorescência da exploração do laser e da topografia do AFM das pilhas do fibroblasto etiquetadas com Alexa Fluo 546 Phalloidin (vermelho) e DAPI (azul). O software de MIRO do Catalizador do BioScope permite o registo de um campo de visão óptico à área da varredura do AFM. As imagens Ópticas podem então ser usadas para navegar a ponta de prova do AFM a uma região de interesse executar a imagem lactente de alta resolução do AFM e/ou medidas altamente sensíveis da força. (b) A Região de interesse obtida da exibição overlay imagem correlacionou os canais de dados do AFM e da fluorescência. As imagens Confocal da fluorescência foram obtidas com um sistema confocal de Leica SP5 e a utilização de um objetivo de imersão do petróleo 40x. As imagens do AFM foram obtidas com um Catalizador do BioScope operado no modo de contacto na solução de amortecedor usando as pontas de prova de MLCT AFM (k ~0.01N/m).

A estabilidade e a engenharia mecânicas avançadas do Catalizador do BioScope fazem apropriado estudar igualmente a espécie biomolecular. Fornece resultados consistentes mesmo quando usado um microscópio óptico invertido, segundo as indicações de Figura 2.

Figura 2. Uma Imagem da Fase de 1ìm de um alkane C60H122. O C60H122 é spincast em uma carcaça de HOPG com a camada ultra-fina resultante do alkane que exibe uma estrutura lamelosa ~7.5nm na largura e ~0.4nm na altura. As Imagens foram adquiridas em um Catalizador AFM do BioScope operado no Modo de Batida usando as pontas de prova de FESP AFM (k ~3N/m).

Ácidos Nucleicos

Estudar a estrutura e a natureza do ácido deoxyribonucleic (ADN) é vital em compreender o código genético armazenado que é extremamente útil em pesquisa genético-relacionada da doença. a imagem lactente AFM-baseada é capaz de fornecer dados intermolecular da interacção do ADN no tempo real criando um ambiente fisiológico próximo. Para a imagem lactente, as costas negativas do ADN são fixadas recentemente pela superfície que de mica do corte que é cobrada por cations divalent (Ni++ ou Magnésio++) ou alterado quimicamente por positivamente - silane cobrado (APS-mica). As imagens do AFM das moléculas do ADN são mostradas em Figura 3. A pilha de fluxo pequena do volume do Catalizador do BioScope fornece um ambiente conducente observando as moléculas precisar somente quantidades pequenas de amostra e as portas da entrada e de tomada facilitam a troca fluida fácil. A técnica de Batida da Força Máxima junto com ScanAsyst melhorou mais a qualidade da imagem lactente e fornecer resultados consistentes o Catalizador. Figura 3 mostra os dados obtidos usando o método de Batida do PF no Catalizador do BioScope.

Figura 3. imagem Tridimensional da topografia do ADN do plasmídeo do pUC fixado em uma carcaça de mica. As costas individuais do ADN são claramente visíveis contra o fundo de mica. As Imagens foram adquiridas em um Catalizador AFM do BioScope operado em PeakForce que Bate na solução de amortecedor usando ScanAsyst que o AFM+ Fluido sonda (k ~0.7N/m). XY-Escala da Imagem = 2ìm.

Proteínas

As moléculas de Proteína são importantes para regular os processos biológicos, a observação directa de que os lances se iluminam na relação entre a estrutura e a função das biomoléculas. Os Vírus existem essencialmente dentro de um escudo da proteína chamado capsid, este cobrem o ADN viral. Uma Vez Que um anfitrião é encontrado que o ADN do vírus está liberado e multiplica para espalhar a infecção. Os Vírus são classificados com base na estrutura do capsid que pode ser estudada em detalhe com a imagem lactente do AFM. A Figura 4B mostra a estrutura do Vírus de Palavra Simples de Herpes obtido pela imagem lactente do AFM feita com o Catalizador do BioScope.

Figura 4. (a) micrografia de elétron da Transmissão de um capsid do Vírus de Palavra Simples de Herpes. Cortesia de Imagem de Wouter Roos, Vrije Universiteit, Amsterdão, Países Baixos (Reimprimidos com permissão. Source: Roos e outros, Proc. Nacional. Acad. Sci. EUA, 2009, Vol. 106, 9673-78) (b) Uma imagem da Topografia de 250nm AFM de um único capsid do vírus de palavra simples de herpes. O regime de moléculas de proteína como 3 subunidades dimensionais na superfície do capsid, conhecida como capsomeres, é claramente visível na imagem do AFM. As imagens do AFM foram obtidas no Catalizador do BioScope operado no modo de Batida de PeakForce em condições do amortecedor e usar ScanAsyst Fluid+ AFM sonda (k ~0.7N/m). Prove a cortesia de Wouter Roos e de Gijs Wuite, Vrije Universiteit, Amsterdão, Países Baixos.

A imagem lactente do AFM é particularmente útil no estudo dos vírus que exibem o conjunto ou a agregação anormal. Isto fornece a informação vital para a pesquisa relativa à doença de Alzheimer e de Parkinson. Figura 5 mostra como a imagem lactente do AFM resulta com o Catalizador do BioScope em fibras de A-â em relação à Doença de Alzheimer, fornecendo detalhes na estrutura e nas propriedades nanomechanical da fibra. Os Pesquisadores estão procurando especificamente a interacção das proteínas do amyloid (mostradas na Figura 5C) em pilhas vivas.

Figura 5. imagens de PeakForce QNM das fibras do amyloid fixadas em uma superfície recentemente fendida de mica. (a) As imagens da Topografia revelam algumas das fibras para ter uma estrutura torcida (setas azuis) quando outro não fizerem (setas vermelhas). (b) Os dados do Módulo e (c) os canais de dados da deformação são obtidos simultaneamente à imagem da topografia. Estas imagens indicam o amyloid para ter um módulo mais baixo (escala de cor mais escura) e correspondentemente, um grau mais alto de deformação (escala de cor mais clara) do que a carcaça subjacente de mica. Igualmente observa-se que as fibras torcidas do amyloid têm um valor ligeira mais baixo do módulo em relação 2 aquelas fibras que não são torcidas (isto é as fibras torcidas aparecem mais escuro ligeiro do que as fibras rectas na imagem do módulo). As Imagens foram obtidas em um Catalizador do BioScope operado no modo de Batida de PeakForce usando as pontas de prova de ScanAsyst AFM (k ~0.4N/m). Prove a cortesia de Xingfei Zhou, Universidade de Ningbo, China.

Figura 6 mostra como a incubadora da fase da perfusão (PSI) com o Catalizador do BioScope fornece o ambiente direito para experiências. O Catalizador AFM, a LIBRA POR POLEGADA QUADRADA e o software do BioScope de MIRO fornece dados detalhados para a análise da fibra do amyloid.

Figura 6. Instalação da Incubadora da Fase da Perfusão do Catalizador do BioScope (PSI). (1) A LIBRA POR POLEGADA QUADRADA apoia pratos de Petri inferiores de vidro padrão para a compatibilidade com objetivos altos do NA. (2) O difusor do fluxo dirige o fluxo líquido na forma laminar através da área da amostra, assegurando mesmo a troca fluida e isolando o ruído da entrada e da tomada líquidas. (3) A braçadeira da perfusão estabiliza o prato de Petri e as câmaras de ar de aço inoxidável contidas de entrada e de tomada que estão no contacto térmico com a fase do aquecimento para pré-aquecer o líquido e o gás entrantes. (4) Selos de um defletor do silicone entre o prato de Petri e o suporte da ponta de prova, reduzindo a evaporação e permitindo o controle do espaço do gás acima do líquido. (5) O suporte especializado da ponta de prova da LIBRA POR POLEGADA QUADRADA contem um sensor de temperatura para a monitoração local da temperatura. A imagem do direito-lado mostra a LIBRA POR POLEGADA QUADRADA montada inteiramente junto com a fase do aquecimento da amostra no Catalizador AFM do BioScope.

Membranas e Proteínas da Membrana

As membranas de Pilha encapsulam as pilhas que actuam como uma camada de separação entre pilhas. Têm muitas funções tais como o mantimento do cytoskeleton no lugar, fornecendo a forma às pilhas e facilitam o transporte material e nas pilhas. O estudo das membranas é um complicado bit devido aos domínios hidrofóbicas actuais durante todo a membrana. O desafio encontra-se em estudar as proteínas da membrana sem perturbar o ambiente nativo da membrana. O AFM endereça este desafio por que os estudos podem ser conduzidos no líquido sob as circunstâncias similares às circunstâncias fisiológicos. O AFM pode fornecer imagens das pilhas vivas que dão imagens de alta resolução das membranas de pilha e da estrutura. A Figura 7A mostra as imagens do AFM da membrana bacteriana em uma carcaça de mica. Uma estrutura de estrutura cristalina bidimensional chamada o Assassino é mostrada; esta camada dá a protecção mecânica e química à pilha. A imagem do AFM igualmente exibe periodicidades pequenas na estrutura da camada de S, que é útil para aplicações biométricas e nanotechnological.

Figura 7. (a) imagem da fase do AFM de Assassinos bacterianos de Escherichia Coli. As membranas bacterianas foram extirpadas das pilhas e das correcções de programa da membrana imobilizadas em uma superfície recentemente fendida de mica. O teste padrão da estrutura formado pelo S - as proteínas da camada são claramente evidentes na imagem da fase e são observadas para ter uma periodicidade de ~18nm. (b) Imagem De alta resolução da periodicidade da estrutura do Assassino observada em uma única correcção de programa da membrana. As Imagens foram obtidas em um Catalizador do BioScope operado em TappingMode em condições do amortecedor usando as pontas de prova de SNL AFM (k ~0.32N/m). Prove a cortesia de Hans Oberleithner, Instituto para a Fisiologia II, Universidade de Muenster, Alemanha.

Conclusão

O AFM é útil em fornecer imagens de alta resolução das moléculas a único nível da pilha na pesquisa biomolecular. O Catalizador do BioScope junto com o AFM fornece uma oportunidade de estudar o ADN, as proteínas e as membranas de pilha.

Bruker

As Superfícies Nano de Bruker fornecem os produtos Atômicos do Microscópio da Força/do Microscópio Ponta De Prova da Exploração (AFM/SPM) que estão para fora de outros sistemas disponíveis no comércio para seus projecto e acessibilidade robustos, enquanto mantendo o mais de alta resolução. A cabeça de medição de NANOS, que é peça de todos nossos instrumentos, emprega um interferómetro original da fibra óptica para medir a deflexão do modilhão, que faz o estojo compacto da instalação assim que é não maior do que um objetivo padrão do microscópio da pesquisa.

Esta informação foi originária, revista e adaptada dos materiais fornecidos por Superfícies Nano de Bruker.

Para obter mais informações sobre desta fonte visite por favor Superfícies Nano de Bruker.

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

Last Update: 23. January 2014 11:25

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