Sciences de la vie
Spectroscopie FTIR à l’échelle nanométrique pour un large éventail de matériaux biologiques
Image de distribution chimique AFM-IR des cheveux humains pris à 2824 cm⁻¹, une bande d’absorption commune pour les lipides.
La recherche en sciences de la vie réalise continuellement de nouvelles découvertes grâce à la nouvelle spectroscopie IR à l’échelle nanométrique. Le nanoIR3 offre une spectroscopie FTIR à l’échelle nanométrique inégalée ainsi qu’une cartographie chimique, structurelle et mécanique d’une large gamme de matériaux biologiques. Les chercheurs utilisant l’AFM-IR ont produit des conclusions révolutionnaires dans les structures secondaires de protéine qui sont liées à la formation de la maladie. Les demandes incluent :
- Cellules, protéines, bactéries
- Tissus, os et cheveux
- Biomatériaux et bio minéraux
- Pharmaceuticals
- Échantillons de bois et de plantes
- Films en polymère bio
L’AFM-IR a également excellé dans la fourniture de spectroscopies à l’échelle nanométrique de tissus, d’os, de bois, de biomatériaux, de bio minéraux, de produits pharmaceutiques et de nombreux autres types d’échantillons.
Structure secondaire protéique - Fibre unique
Analyse topographique, chimique et mécanique d’une seule fibre de collagène, montrant l’absorption d’amide I. Image reproduite avec l’aimable autorisation de l’EPFL, Suisse.
Structures protéiques
Cartes chimiques infrarouges de l’AFM et spectres des protéines Josephin avant l’incubation à 37°C. a) image de hauteur de l’AFM. Carte d’absorption infrarouge au (b) 1700 cm⁻¹ (amide I), (c) 1655 cm⁻¹ (amide I), (d) 1300 cm⁻¹ (amice III). Barre d’échelle, 2mm. (e) Spectres infrarouges. f) Spectre infrarouge oligomérique moyen et déconvolution de structure secondaire de la bande amide I. Image reproduite avec l’aimable autorisation de F.S. Ruggeri et coll. DOI: 10.1038/ncomms8831
En savoir plus
Analyse chimique des cheveux
Distribution des triglycérides dans Stratum Corneum
La strate corneum est la couche la plus externe de la peau et est composée de corneocytes, un réseau dense de protéines, et de lipides intercellulaires. L’AFM-IR a été utilisé pour cartographier la distribution des lipides intercellulaires de la strate corneum en imaginant la bande d’absorption à 1732 cm⁻¹ par rapport à la bande d’absorption amide I à 1650 cm⁻¹.
Light Harvesting Complex II
Complexe de récolte de lumière II. a) Topographie de surface, b) carte de rigidité mécanique et c) modèle d’absorption IR du multicouche de lipoprotéine, enregistré simultanément sur une zone de 1x1 μm de l’échantillon, dont l’épaisseur était d’environ 1,2 μm. Les données contribuant à la carte d’absorption de l’IR ont été acquises à un nombre d’ondes de 1650 cm⁻¹. Résolution d’analyse : X = 512 points, Y = 256 points; taux d’analyse: 0,4 Hz, 8 co-moyennes.
Membrane pourpre
L’AFM-IR amélioré par résonance a été utilisé pour recueillir des images topographiques et AFM-IR à 1660 cm⁻¹ des membranes de salinarium de Halobacterium. Les spectres IR identifient la structure α-hélice de la protéine membranaire par la position de la bande d’absorption amide I.
Monocouches auto-assemblées
Imagerie AFM, imagerie AFM-IR, et spectroscopie améliorée de résonance AFM-IR d’un film d’île monocouche d’un thiol d’éther méthylique PEG sur or.
Polymère biorénatable
Les spectres IR du polyhydroxybutyrate traité localement par la chaleur (PHB) révèlent des variations de la teneur cristalline/amorphe (étirements C-O-C, 1270 cm⁻¹).
Os
Les spectres AFM-IR révèlent des variations de la concentration minérale/protéique de l’intérieur à l’extérieur d’un ostéon.
Pharmaceutique
L’AFM-IR est utilisée pour étudier la séparation de phase dans les ingrédients pharmaceutiques actifs et les matériaux porteurs passifs dans les dispersions de médicaments. L’image de topographie de l’AFM (à gauche) montre la séparation de phase des domaines de polyvinylpyrroidone (PVP) dans une matrice de dextran qui sont facilement identifiées par les spectres AFM-IR (à droite).
Bois
L’analyse chimique du bois à l’aide de l’AFM-IR fournit des informations chimiques à haute résolution spatiale sur les composites de bois, les traitements de conservation et le bois transgénique pour les biocarburants. Une image de topographie de l’AFM (à gauche) d’un échantillon de bois sectionné et des spectres AFM-IR (à droite) montrent une variation du rapport de lignine et de cellulose entre la paroi cellulaire et la lamellae moyenne.
Imagerie chimique subcelluar
Les spectres d’absorption locale d’une cellule cancéreuse où des changements subtils dans les bandes d’amide I et II (1648, 1536 cm⁻¹) sont notés avec son contenu lipidique/triglycéride (1732 cm⁻¹).
Imagerie chimique subcelluar
Topographie de surface (à gauche) de la structure interne des bactéries streptomyces. Image de la distribution de vésicule lipidique par l’intermédiaire de la bande d’absorption des triglycérides (au centre). Spectres AFM-IR des bactéries (bleu) et vésicules (noir), identifiant les bandes d’ester carbonyle dans les deux points spectraux (à droite). Taille de l’analyse : 20 μm x 10 μm. Deniset-Besseau, et coll., Chem. Lett., 5 (4) 654–658 (2014).
