Système Combiné OT-AFM
Système Combiné OT-AFM
Le système combiné OT-AFM associe les capacités exceptionnelles de mesure de force de surface et d'imagerie de l'AFM avec la capacité des pinces optiques à appliquer et à mesurer les plus petites forces en 3D.
NanoWizard et NanoTracker collaborent - la boîte à outils parfaite pour les opérations d'imagerie et de force
Le système combiné OT-AFM associe les capacités exceptionnelles de mesure de la force de surface et d'imagerie de l'AFM aux possibilités offertes par les pinces optiques d'appliquer et de mesurer les forces les plus faibles en 3D. La configuration combinée répond aux exigences les plus élevées en matière de stabilité mécanique, de flexibilité et de modularité. Un ConnectorStage OT-AFM spécialement conçu est la clé pour combiner un AFM de la famille NanoWizard ou CellHesion avec les pinces optiques NanoTracker sur un microscope optique inversé pour la recherche.
La combinaison unique du positionnement, de la détection et de la manipulation en 3D fournie par l'OT (Optical Tweezer) et de l'imagerie haute résolution ainsi que de la caractérisation des propriétés de surface de l'AFM ouvre un tout nouveau champ d'applications, telles que la réponse cellulaire, les interactions cellule-cellule ou matrice cellulaire, la réponse immunitaire, l'infection ou les processus d'absorption de bactéries/virus/nanoparticules, etc.
Applications monomoléculaires offrant jusqu'à 14 degrés de liberté
Grâce à la multitude de poignées, d'interactions et de sites de détection disponibles, l'OT-AFM élargit considérablement la gamme d'applications pour les mono-molécules.
1. Déchirement de l'épingle à cheveux de l'ADN (AFM) tandis que le piège optique peut être utilisé pour supprimer (forte puissance laser) ou quantifier la rotation (faible puissance laser).
2. Balayage d'une molécule d'ADN décorée. La molécule avec des protéines de liaison à l'ADN (vert) est placée entre deux billes piégées optiquement. Une pointe AFM fonctionnalisée (bleue) balaie la molécule et lorsque des interactions entre les protéines liées à l'ADN et la pointe se produisent, elles peuvent être détectées dans les signaux AFM et OT.
3. Suivi de la dynamique des enzymes de l'ADN (par exemple, polymérase, hélicase). Avec un brin attaché à une particule optiquement piégée, le mouvement pas à pas peut être suivi. Le serrage de la force en boucle fermée permet de maintenir une force constante sur le brin unique.
Des applications spectaculaires sur cellules vivantes grâce au système OT-AFM
La réponse cellulaire, les interactions cellule-cellule ou matrice cellulaire, la réponse immunitaire, l'infection ou les processus d'absorption de bactéries/virus/nanoparticules ne sont que quelques-uns des exemples qui peuvent être étudiés avec la nouvelle plateforme OT-AFM à la pointe de la technologie de JPK. Les technologies AFM et OT de JPK, combinées à la microscopie à fluorescence, ont établi la référence ultime pour les applications sur cellules vivantes.
[1] + [2] : Activation de cellules avec des billes fonctionnalisées, mesure AFM en parallèle. Des molécules de signalisation à la surface d'une microparticule sont mises en contact avec la cellule à des positions et des moments définis.
[5] + [6] : Une cellule mécanosensible est stimulée par une force périodique, exercée par une particule optiquement piégée. Les réarrangements internes du cytosquelette modifient les propriétés mécaniques de la cellule. Ces propriétés sont facilement accessibles avec des méthodes AFM comme la cartographie de force ou l'imagerie quantitative avancée (QI-Advanced) de JPK.
[3] + [4] : L'AFM peut être utilisé en parallèle pour suivre les changements de la structure cellulaire, par exemple en surveillant les propriétés mécaniques tout au long du processus ou par spectroscopie de force à reconnaissance moléculaire qui étudie la distribution et le comportement mécanique des protéines membranaires.
Déclencher une signalisation immunitaire qui affecte l'adhésion cellulaire
Déclencher des réponses cellulaires en utilisant des particules fonctionnalisées ou des micro-organismes modifiés est une méthode courante. Les changements qui en résultent dans la structure, la dynamique et les propriétés mécaniques des cellules peuvent être étudiés à l'aide de méthodes basées sur l'AFM. Cependant, il est très difficile de déposer des objets dans des régions spécifiques de la cellule. L'OT fournit l'outil parfait pour manipuler l'échantillon et déclencher une réponse cellulaire, à un moment et un endroit précis. Cela améliore considérablement le débit, la flexibilité et la reproductibilité de ces études. Dans cette application, l'influence de la signalisation entre les cellules dendritiques (DCs) et les cellules T régulatrices (T reg) sur l'adhésion des cellules T conventionnelles (Tconv) à la même DC est quantifiée par OT-AFM.
[1] Expérience d'adhésion avec des cellules dendritiques (DC) et des cellules T conventionnelles (Tconv). Le Tconv est attaché à un levier sans bascule, puis approché de la cellule dendritique liée à la surface. Le cantilever est tiré vers le haut et les forces d'adhésion sont alors mesurées. Une cellule T régulatrice (Treg) est attachée et retirée du DC avec des pinces optiques pour tester son influence sur la force de liaison. [2]+[3] Configuration de la mesure. Le piège optique (croix rouge) déplace le Treg tandis que les mesures d'adhésion sont effectuées avec un Tconv fixé par un cantilever. [4] Travail de détachement mesuré pour les trois situations. L'attachement des Tregs réduit les interactions DC-T conv. Après le retrait du Treg, le niveau d'adhésion est presque restauré. Échantillon offert par Yan Shi, Université de Calgary/Université Tsinghua, Pékin. L'expérience originale a été conçue par Yan Shi et al. (publication en cours d'impression).
Fonctionnalités Principales
- Expériences d'imagerie, de positionnement et de manipulation allant de la mono-molécule à la cellule vivante.
- Mesure des forces en 2D et 3D, de 500fN à 10nN, sur le même échantillon.
- Conception entièrement flexible et modulaire, avec la plus large gamme de modes et d'accessoires.
- Intégration complète avec les techniques de microscopie optique telles que TIRF ou confocale.
- Tous les systèmes NanoTracker, NanoWizard /CellHesion 200 peuvent être combinés pour former une plateforme OT-AFM complète.
- Le ConnectorStage combine l'AFM avec le matériel de pinces sur tous les principaux microscopes optiques inversés de Zeiss, Nikon, Olympus et Leica.
Spécifications
- Tous les systèmes NanoTracker, NanoWizard/CellHesion 200 peuvent être combinés pour devenir une plateforme OT-AFM complète.
- Le ConnectorStage peut combiner l'AFM avec le matériel de pincement présent sur tous les principaux microscopes optiques inversés de Zeiss, Olympus, Nikon et Leica.
- Deux contrôleurs distincts pilotent les deux systèmes indépendamment :
- Contrôleur AFM NanoWizard avec logiciel
- Contrôleur OT NanoTracker avec logiciel
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