生物分子的高分辨率原子力显微镜成像放映机催化剂

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简介

放映机催化剂 ，随着光学显微镜提供了一个机会，一个广泛的大小尺度上研究生物物种生命科学的研究人员。 放映机催化剂具有先进的工程和机械稳定性，因此高分辨率三维单一生物分子和生物分子结构复杂的图像可以得到。进行成像放映机催化剂提供了核酸和蛋白和膜，等在单细胞水平的特征数据

原子力显微镜

原子力显微镜（AFM）技术提供了一个无染色或涂层样品的三维结构的纳米级分辨率的高清晰度成像。因此，AFM的分数超过很多其他的技术，允许在进程网站本身的生物分子和生物过程的参数的研究，并采取实时读数。 放映机催化剂原子力显微镜与光学显微镜技术，以提供可用于光学探头，并建立关联的原子力显微镜和光学图像数据的清晰图像的导航制导。活细胞进行了研究，所使用的放映机催化剂，伴随着最大的封闭式循环，XY扫描范围;结果高度准确。结果如图1所示。

（一）

（二）

图1：（一）注册图像叠加双通道共聚焦激光扫描荧光显微镜图像和Alexa的氟546鬼笔环肽（红色）和DAPI（蓝色）标记的成纤维细胞的原子力显微镜的地形图像。放映机催化剂MIRO软件使原子力显微镜扫描区域的光场登记。光学图像，然后可以用来浏览一个感兴趣的区域进行高分辨率的原子力显微镜成像和/或高度敏感力测量原子力显微镜的探针。 （二）从图像中显示相关的原子力显微镜和荧光数据渠道覆盖地区的利益获得。共聚焦荧光图像获得的Leica SP5的共聚焦系统，并使用40倍的油浸物镜。在接触模式下操作使用MLCT的原子力显微镜探针（K〜0.01N / m）的解决方案，在缓冲区的一个放映机催化剂原子力显微镜图像获得。

先进的机械稳定性和工程的放映机催化剂 ，使得它适合研究生物分子的物种也。它提供了一致的结果，即使当一个倒置光学显微镜的使用，如在图2所示。

图2：一个一个C60H122烷烃1ìm相位图像。的C60H122上产生的超薄烷烃呈现层状结构的层的HOPG衬底spincast〜，在宽度7.5nm〜0.4nm高度。在放映机催化剂原子力显微镜在轻敲模式使用FESP AFM探针（K〜3N / M）操作获得的图像。

核酸

脱氧核糖核酸（DNA）的结构和性质研究，了解存储的遗传代码，这是非常有用的遗传有关的疾病的研究是至关重要的。基于原子力显微镜的成像是能够提供实时的DNA分子间相互作用的数据，创造了近生理环境。的成像，负DNA链吸附在刚切开的云母表面，这是二价阳离子^收取 （镍^+或 Mg + +）或正收取的硅烷（APS -云母）化学改变。如图3所​​示的DNA分子的原子力显微镜图像。小体积的流通池放映机催化剂提供了一个有利的环境，只有少量样品和进口和出口需要观察的分子，方便市民的液体交换。山顶攻队一起ScanAsyst技术进一步提高了成像质量和提供一致的结果，与催化剂。图3显示了使用PF的攻丝方法获得的数据放映机催化剂。

图3。临市局质粒DNA吸附到云母基板的三维地形图像。个人的DNA链是对云母背景清晰可见。图片获得一个放映机催化剂原子力显微镜在PeakForce经营利用缓冲区中使用ScanAsyst流体的解决^方案 +的原子力显微镜探针（K〜0.7N / M ）。图片XY规模= 2ìm。

蛋白质

蛋白质分子是重要的调节生物过程，直接观察，其中抛出对生物分子的结构和功能之间的关系光。基本上里面存在一个蛋白外壳叫衣壳的病毒，这包括病毒的DNA。一旦发现一台主机的病毒DNA被释放，它乘以传播感染。病毒分类的基础上通过原子力显微镜成像，可在详细研究的衣壳结构。图4b显示，与单纯疱疹病毒结构的原子力显微镜成像获得放映机催化剂。

图4（A）透射电子显微单纯疱疹病毒衣壳。礼貌，荷兰阿姆斯特丹Vrije大学，博伟达鲁斯，图片（。。。。许可转载来源：鲁斯等，PROC Natl科学院学报美国，2009年，第106，9673-78）（B）为250nm原子力显微镜地形图像单纯单一疱疹病毒衣壳。 capsomeres已知的衣壳，表面上的3维亚基的蛋白质分子的安排，是在原子力显微镜图像清晰可见。原子力显微镜图像获得PeakForce攻牙模式在缓冲条件和使用ScanAsyst流体放映机催化剂+的原子力显微镜探针（K〜0.7N / M）。样品礼貌，荷兰阿姆斯特丹Vrije大学，博伟达鲁斯和Gijs Wuite。

原子力显微镜成像异常大会或聚合病毒的研究，特别是在有用的。这与阿尔茨海默氏症和帕金森氏病的研究提供重要信息。图5显示了如何原子力显微镜的成像效果与阿尔茨海默氏症有关的A - A 纤维的放映机催化剂，提供结构的细节和纤维的纳米力学性能。研究人员专门为在活细胞中的淀粉样蛋白（图5C所示）的相互作用。

图5。PeakForce QNM到新鲜剥离的云母表面吸附的淀粉样纤维的图像。 （一）地形图像显示一些纤维有一个扭曲的结构（蓝色箭头），而有的则没有（红色箭头）。 （二）模量数据和（C）变形数据通道同时获得的地形图像。这些图像表明，淀粉样蛋白，具有较低的弹性模量（颜色较深规模）和相应的变形程度较高的比底层的云母基板（颜色较浅规模）。它也观察到，扭曲的淀粉样纤维的模值相比，那些不扭曲的纤维（即出现扭曲纤维比在模图像的直纤维轻微变暗）稍低。图像上获得PeakForce攻牙使用ScanAsyst AFM探针（K〜0.4N / M）模式经营的放映机催化剂。兴废周，宁波大学，中国样品礼貌。

图6显示了如何与放映机催化剂灌注阶段孵化器（PSI），提供合适的环境实验。 放映机催化剂原子力显微镜 ，PSI和MIRO软件提供全面的数据分析淀粉样蛋白纤维。

图6。放映机催化剂灌注阶段孵化器（PSI）的设置。 （1）PSI的支持与高NA目标的兼容性标准的玻璃底培养皿。 （2）流动扩散层的时尚指导液体流量在样品区，以确保即使是液体交换和液体入口和出口从隔离噪音。 （3）灌注钳稳定的培养皿中，并载有不锈钢的入口和出口管，在加热阶段预热传入的液体和气体的热接触。 （4）之间的培养皿中的硅和探头支架挡板密封，减少蒸发，并允许上述液化气空间的控制权。 （5）专门PSI探头支架包含一个温度传感器的局部温度监测。右侧的图像显示了完全组装与放映机催化剂原子力显微镜的样本加热阶段的PSI。

膜蛋白和膜蛋白

细胞膜封装细胞作为细胞间的分离层。他们有许多功能，如在保持细胞骨架，细胞的形状和促进和进入细胞内物质运输。膜的研究是一个有点复杂，由于目前整个膜的疏水域。挑战在于，在不破坏原生膜环境的研究膜蛋白。 AFM解决这个挑战，可以在生理条件相似的条件下流体进行研究。原子力显微镜可以提供给活细胞的细胞膜结构的高清晰度图像图像。图7A显示云母基板上的细菌膜的原子力显微镜图像。一个二维的晶格结构称为显示的S -层，这一层提供的机械和化学保护的单元格。 AFM图像也表现出小的周期性，在S层晶格，这是生物技术和纳米技术的应用非常有用。

图7（一）从大肠杆菌细菌的S -层AFM相位图像。细菌膜切除到新鲜剥离的云母表面的细胞和固定化膜的修补程序。的S -层蛋白组成的格子图案是显而易见的，在相位图像，并观察到有一个〜18nm的周期性。 （二）高清晰度图像的单膜补丁的S -层的晶格的周期性。图像上获得一个放映机催化剂在间歇操作使用SNL AFM探针（K〜0.32N / M）的缓冲条件。第二生理学研究所，德国明斯特大学的汉斯Oberleithner，样品礼貌。

结论

原子力显微镜是有用的，在提供高清晰度的图像，在单细胞水平上研究生物分子的分子。 放映机催化剂 ，随着原子力显微镜提供了一个机会来研究DNA，蛋白质和细胞膜。

布鲁克

布鲁克纳米提供了原子力显微镜/扫描探针显微镜（AFM / SPM）产品脱颖而出，其他的商用系统，其强大的设计和易于使用，同时保持最高的分辨率。毫微秒的测量头，这是我们所有的文书的一部分，采用了独特的光纤干涉仪测量悬臂变形，这使得安装非常紧凑，这是不超过标准的研究显微镜物镜。

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