フォース検出光ピンセットシステム

NanoTracker 2

モジュラーフォース検出型光ピンセットと光トラッピング

NanoTracker 2

NanoTracker 2は、研究向け倒立型光学顕微鏡をベースとした光ピンセットシステムであり、マニピュレーション、フォース計測、3次元トラッキングを高精度で実施できるよう設計されています。

nmスケールの精度とフェムトニュートンの分解能でリアルタイムにてサンプルを制御、操作、観察する能力を持つ、数μmから30nmまでの粒子をトラップして追跡することが可能です。

複数トラップ
精密な光学トラップと3D操作
粒子を数μmから30nmまでトラップして追跡 : ビーズ、オイルバブル、バクテリア、単分子、小細胞。生細胞研究と材料科学向け
最小の力
精密な力の測定
MHzサンプリングレートでの定量サブpN力測定と位置追跡。超安定1064 nmの捕獲レーザー。
多様性
共焦点顕微鏡との組み合わせ
標準的な光学顕微鏡、AFM、ラマン分光法と組み合わせることができます。光トラッピング、トラッキング、高度な蛍光調査を同時に行うことができます。
特長

NanoTracker 2 - 定量フォース測定のための設計

ナノトラッカー2は、数μmから30nmまでの粒子を捕捉・追跡し、ナノメートルの精度とフェムトニュートンの分解能でリアルタイムにサンプルを制御・操作・観察することができます。

NanoTracker テクノロジーは、粒子と細胞の相互作用を正確に定量化し、再現性のある測定を提供します。この装置は、単一分子の力学に関する正確な情報を提供し、単一分子の接着性、弾性、剛性などの力学的特性の測定にも使用できます。

左の動画では、共焦点走査顕微鏡と光学的粒子操作を組み合わせています。

最高の性能とモジュール設計

装置は最小レベルのフォース検出および、最高精度での粒子/分子マニピュレーションを行えるよう設計されています。また、特別仕様の安定化レーザーと新設計のヘッド部内蔵検出エレクトロニクスにより、ノイズレベルを劇的に低減しました。さらに、光路折り曲げ式のコンパクトなレーザービーム光源の採用により、ドリフトの影響を受けにくいシステムとしました。

ダブルビームまたはマルチビーム構成や、サンプルポジショニングの粗動、高精細制御機構により、柔軟な運用環境をご提供します。ビームステアリングオプションとして、新開発のピエゾミラー(pivot-point piezo-driven mirror)や高速音響光学偏向器(AOD)など取り揃えており、ご用途に合わせた選択が可能です。

サンプル位置を制御するオプションも充実しており、例えば特別仕様のピエゾ式サンプルステージ(クローズドループ)を装備することで極めて精密な位置設定が可能になります。加えて、光トラップは個々に操作することができ、サンプルの中を3次元的に位置制御することが可能です。さらに、レーザー出力を光トラップ毎に個別制御することも可能となっています。このような装置の自由度は、様々な実験アッセイや実験形式を可能としています。

1つのレーザー光源から偏光分離により2つの光トラップを生成していますので、同時に2トラップを制御できます。このため、ドリフトに対しシステムは非常に安定します。

NanoTracker 2の新しい後焦点面干渉方式検出モジュールは、光トラップ1つに対し1つの検出ユニットを装備しています。光トラップ検出器は独立した2つのダイオードシステムで構成されており、1つは捕捉されたビーズの水平変位(XY)、もう1つはその光軸方向変位(Z)を検出します。ソフトウェア制御の調光フィルターなどを併用することにより、検出器の全てのダイナミックレンジを使用することが可能になります。そのため、どのビーズタイプ、レーザー強度、及びレーザー分割比を選択した場合でも、最高の感度を得ることができます。

 

精密なフォース測定において重要なのは、正確なトラップキャリブレーションと、低い位置決めノイズ、そしてトラップ剛性が観察域広範囲で一定であることです。新開発の正確かつ自由度の高いトラップキャリブレーションソフトウェアを用いれば、ボタン一つの操作でビーズサイズや水溶液の粘度に影響されることなく、較正を実行することが可能です。トラップ信号同士のクロストークも劇的に低減されています。

単分子・生体高分子

DNA弾性測定[1]とds-DNAは、フォースクランプモードで2つの閉じ込められたビーズの間で伸びる[2]
  • 分子内弾性とタンパク質フォールディングダイナミクス
  • モータタンパク質追跡
  • DNA/RNA力学
  • タンパク質-DNA結合
  • ナノポア&3Dポリマーネットワークプローブ

細胞粒子相互作用と感染研究

  • 膜組織(脂質ラフトなど)
  • 膜貫通プロセス、輸送
  • 細胞内力
  • 受容体-リガンド実験
  • 細胞の力学と細胞運動
  • 膜テザーダイナミクス
  • 細胞およびゲルのマイクロレオロジー
画像は、生細胞実験のためにJPK PetriDishヒーター、光学的に閉じ込められたタンパク質コーティングされたビーズ[1]および対応する力対距離プロット[2]によって引っ張られた膜を有するCHO細胞を示しています。

細胞粒子相互作用と感染研究

カルボキシルコーティングポリスチレンビーズ[1]に接近し、後退するMDCKセルの明視野画像[1]と対応する力対距離プロット[2]。単一ウイルス力測定:インフルエンザウイルス被覆ビーズは、触れるまで細胞に向かって移動し、その後引き込み[3](C.シーベンら、PNAS 2012、vol. 109 pp. 13626-31.)
  • 病原体と宿主の相互作用と脱出力の追跡
  • 細菌およびウイルス接着力
  • 局所遺伝子または薬物送達
  • 入学機構研究
  • ナノ毒性とエンドサイトーシスの研究

高度な測定

多重化トラップ[1]によって保持された4つのポリスチレン2 μmビーズの明視野画像と粘性抗力実験中に得られた力の測定は、ピエゾが100 μm/sの一定速度で振動していた[2]。トラップ体積[3]における1μmのシリカ粒子の熱運動プロット。
  • 複雑な光トラップの幾何学
  • 光学ガイド&人工結晶建物
  • ローカルフィールド拡張&ラマン/SERSアプリケーション
  • ブラウン運動追跡、光力顕微鏡(PFM)
  • コロイドおよびポリマーメッシュワークス力探査
  • ビデオ粒子追跡と光学分光

主な機能

  • フェムトニュートンオーダーの検出感度とサブnm精度を備えた3次元ナノスケールフォース測定
  • 最も正確な測定のための最高の安定性および最低の騒音レベル
  • 同時蛍光イメージング可能
  • 強力で柔軟な制御およびデータ解析ソフトウェア
  • クラス1レーザー
  • 単一分子から生きた細胞まで幅広いアプリケーション向けの柔軟なモジュール式設計
アプリケーション

NanoTracker データギャラリー

BrukerのBioAfMは生命科学および生物物理学の研究者が細胞の力学および付着、メカノ生物学、細胞細胞および細胞表面相互作用、細胞の動態および細胞形態の分野で彼らの調査をさらに促進することを可能にする。これらのアプリケーションのいくつかを示す画像のギャラリーを収集しました。

仕様

測定モード

インストゥルメントモード

  • 3D粒子追跡
  • 簡単なトラップ位置ポイントとトラップ
  • パワースペクトルにを使用したオンライン校正
  • アドバンストフォーススペクトロスコピー:RampDesigner™( Force Clamp、Force Ramp)
  • アクティブおよびパッシブフォースマッピング
  • マイクロ・レオロジー・モード
  • 光学ソーティング
  • トラップオシレーション
  • マルチプレックスによる3Dトラップアレイ
  • ライントラップとサークルトラップ
  • マイクロ流体制御
  • ナノアセンブリ
  • 光Zスタッキング

高度な光学顕微鏡モード

  • ブライトフィールド透過名視野(標準)
  • 伝送における差動干渉コントラスト(DIC)(標準)
  • 蛍光透視検査(標準)
  • ラマン分光法
  • TIRF顕微鏡
  • 共焦点顕微鏡
  • FRET顕微鏡 ほか

 

 

周辺アクセサリー

幅広いアクセサリー

光学システム/付属品、電気化学ソリューション、電気サンプル特性評価、環境制御オプション、ソフトウェアモジュール、温度制御、音響および振動分離ソリューションなど。Brukerは、サンプル条件を制御し、実験を成功に導く最適なアクセサリを各種取り揃えております。

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