BioAFM רואה שימוש נרחב יותר ויותר במחקרים ביו -רפואיים וביולוגיים בגלל רזולוציה הגבוהה ביותר ויכולתו לבצע ניסויים עם תאים חיים בתנאים רלוונטיים ואביבתית פיזיולוגית.
BioAFM מציעה גם מיפוי שטח של ננומטר-רזולוציה המתאימה למגוון של תכונות חשמליות ומכניות, כולל קשיחות, גמישות, מוליכות ופוטנציאל פני השטח.
טכנולוגיית Bruker BioAFM מאפשרת לחוקרי מדעי החיים לחקור כיצד תכונות אלה משפיעות על תפקודים סלולריים מרכזיים, כולל תקשורת, איתות, חלוקת תאים, בידול, גרורות גידולים וזיהום.
קרדיט תמונה: Sanjaya Viraj Bandara/Shutterstock.com
מה זה ביו -אפם?
BioAFM הוא מיקרוסקופ כוח אטומי מיוחד המיועד ללימוד חומר רך ודגימות ביולוגיות. מכשירים אלה אידיאליים למדידת דגימות שבריריות, רכות ומורכבות בתנאים כמעט פיזיולוגיים.
BioAfms מאפשרים ניתוח של מולקולות בודדות, חיידקים, תאים חיים, חומצות גרעין ורקמות מבלי לפגוע בשלמותן המבנית. הרבגוניות שלהם מאפשרת מדידות לא פולשניות של דגימות ביולוגיות, כולל הדמיה נטולת תוויות בסביבות נוזליות, מה שהופך אותן לכלי רב עוצמה למחקר מדעי החיים.
כיצד מותאמים BioAfms לשימוש במחקרים ביולוגיים?
BioAfms כוללים שלבים מיוחדים, מחזיקי מדגם ושלוחה ומצבי מדידה, שכולם תוכננו במיוחד כדי להתאים לדגימות וניסויים במדעי החיים.
מאפיין ייחודי נוסף של מכשירי Bruker BioAfm הוא היכולת שלהם להיות מוגדרת עם מגוון רחב של אביזרים אופציונליים ומצבים מתקדמים, הרחבת יכולות המדידה ותאימות לדוגמה כדי להתאים אפילו לדגימות החומר הביולוגי והרך המאתגר ביותר.
יכולות ותכונות מובחנות של מכשירי Bruker BioAFM כוללים:
- יכולות AFM במהירות גבוהה של עד 50 פריימים לשנייה מאפשרות הדמיה מדויקת של הדינמיקה המולקולרית.
- נזק של דגימות ביולוגיות עדינות נמנע בזכות בקרת כוח מדויקת.
- ניתוח מתואם משולב לחלוטין מתאפשר באמצעות מגוון מקיף של טכניקות אופטיות מתקדמות.
- שיטות ניתוח נתונים ספציפיות זמינות לדגימות רכות, כולל הדמיה של נקודת קשר.
- טווח Z גדול (> 100 מיקרומטר) מאפשר ניסויי הידבקות תאים ומדידת דגימות ביולוגיות מאתגרות הכוללות משטחים תלולים וגלי מאוד.
- תכונות אוטומציה מתקדמות מקלות על שגרות מדידה של ויסות עצמי שנועדו למקסם את התפוקה ולשפר את הדיוק. תכונות אלה כוללות יישור גלאי אוטומטי, יצירת זרימת עבודה ניסיונית והתאמת פרמטרים לסריקה.
- תכונה של תוכנת אריחים אופטית זמינה לניווט סביב דגימות גדולות.
- ניתן לנקות ולחטוף את מחזיקי השלוחה ולחטוף אוטומטי, ומאפשר גישה ישירה לביו -זבלים במעבדות ביו -בטיחותיות, ובמקביל לאפשר הכנת דגימה, העמסה, ניסויים ושלבי סילוק שיש לבצע במתקן BSL.
- ניתן להשתמש באביזרים שונים כדי לחקור מגוון רחב של דגימות חומר ביולוגי ורך על מצעים, צורות וחומרים בגודל שונה (למשל, כיסויי כיסוי, מנות פטרי או ביו-צ'יפס) ובתנאים סביבתיים שונים (למשל, טמפרטורה, אטמוספרה, גז או ערך pH).
- ניתן להשיג את האפיון האוטומטי, הגדול, האפיון הרב -פרמטרי של שכבות תאים ארוזות בצפיפות ודגימות רקמות גלי ביותר ללא צורך בחיתוך מיקרוטום.
מהם היתרונות של שימוש בביו -אפם?
מיקרוסקופיית כוח אטומית מספקת תמונות תלת מימדיות של תכונות פני השטח וטופוגרפיה, ו- BioAfms מרחיבים, משפרים ומיטב טכניקה זו כדי להתאים לצרכים והאתגרים הספציפיים של המחקר הביולוגי.
BioAFM מציע מספר יתרונות מובחנים על פני שיטות אחרות. אלה כוללים:
- הרזולוציה המרחבית-פורמלית הגבוהה מאפשרת למשתמשים לחקור את המורפולוגיה ואת מבנה השטח ברזולוציה המולקולרית, ולהדגיש אינטראקציות בטווח Piconewton.
- ניתן ללמוד דגימות בנוזל ובתנאים כמעט פיזיולוגיים. יכולות אלה ייחודיות למיקרוסקופיית כוח אטומי והן אידיאליות לחקירת תאים חיים במדיום.
- היכולת של BioAFM לחקירה נטולת תווית ולא פולשנית של תאים חיים מתאימה באופן אידיאלי לשימוש עם דגימות ביולוגיות עדינות.
- ניתן להשתמש ב- BioAFM בשילוב עם טכניקות מיקרוסקופיה אופטיות מתקדמות אחרות, ומציעות מדידות מתואמות ומערכי נתונים משלימים המציעים לחוקרים תובנה מקיפה יותר על תהליכים ביולוגיים מורכבים.
מהם היתרונות של מדידות ביולוגיות אוטומטיות?
מגוון המכשירים הביולוגיים של ברוקר מתהדר בפונקציות ויכולות תוכנה מיוחדות שנועדו לתמוך בחקירה מבוססת AFM בעלת ביצועים גבוהים של חומר רך ודגימות ביולוגיות.
ניתן להשיג נהלי מכשיר אוטומטיים, כולל יישור, הפעלה וכיול, ואילו שגרת מדידה אוטומטית ויכולות ניתוח נתונים מתקדמות מאפשרים את ההגדרה הניסיונית הפשוטה והייעלת תוך שיפור דיוק ושחזור התוצאות.
תכונות אוטומציה מתקדמות כוללות:
מכשירי Bruker BioAfm משלבים תכונות אוטומציה מתקדמות ותכונות שלט רחוק כדי לייעל ניסויים מורכבים ולשפר את יעילות המחקר:
ניסוי מאפשר למשתמשים להגדיר מראש הגדרות ופרמטרים, ומאפשר ביצוע אוטומטי של ניסויים מורכבים.
ניסוי Control, כלי מבוסס דפדפן, תומך במעקב מרחוק של ניסויי מעבדה לטווח הארוך מכל מכשיר. כאשר משתמשים בו לצד ניסוי, כלים אלה מאפשרים ניסויים בוויסות עצמי, לטווח הארוך המחקים תנאים אמיתיים. החוקרים יכולים לפקח ולשלוט על מחקריהם מרחוק, ולהפחית את הצורך במעורבות מעשית בהליכים ארוכים וחוזרים על עצמם.
SmartMapping מספקת את הגמישות להגדרת מפות כוח דו-ממדיות מרובות ואזורים מראש של עניין (ROI) לבדיקה אוטומטית. תכונה זו מאפשרת את המחקר השיטתי של אזורי מדגם גדולים עם דיוק.
הדמיה אוטומטית בשטח גדול, דימות רב-אזורים מושגת באמצעות שילוב של DirectTilling, DirectOverlay 2 ותוכנת Multiscan, ומרחיבה את שדה הצפייה האופטי. השילוב האופטי החלק שלהם מבטיח מתאם מדויק בין AFM לנתונים אופטיים.
מינוף תכונות מתקדמות אלה משפר ומרחיב את היכולות של מערכות Bruker BioAFM ל:
- הגדל את הפרודוקטיביות והתפוקה
- ליצור מערכי נתונים רלוונטיים סטטיסטית
- הדגש מתאם פרמטרים ומתאם צולב על ידי אופניים אוטומטיים באמצעות פרמטרים רלוונטיים
- אפשר סדרות ניסוי ארוכות טווח, ללא השגחה, המווסתות את עצמן
- אפשר ניטור מרחוק של ניסויי מעבדה לטווח הארוך
סוגים אלה של תכונות אוטומטיות מאפשרות תפוקה משופרת, שגרות ניתוח אצוות סטנדרטיות ומערכות נתונים רלוונטיות סטטיסטית – שיקולים חיוניים במחקר ביולוגי, במיוחד עבור חוקרים העובדים בתחומים הננו -רפואיים והקליניים.
מדוע רצוי לשלב ביו -אפם עם מיקרוסקופ אופטי/פלואורסצנטי?
יתרון משמעותי במכשור הביו -AAFM של ברוקר הוא יכולתו לשלב בקלות עם טכניקות מיקרוסקופיה אופטיות מתקדמות כמו מיקרוסקופיית STED או פלואורסצנציה, המאפשרים מערכי נתונים משלימים ומדידות מתואמות.
שילוב ה- BioAfms של ברוקר עם טכניקות הדמיה אופטיות מתקדמות הוא חלק, בזכות שלב AFM המתמחה המיועד לתאימות למיקרוסקופים אופטיים הפוכים וקונפוקליים ביותר.
ראש ה- AFM ממוקם על הבמה, ותוכנה כמו התכונה DirectOverLay של Bruker משמשת אז לקבוצת תמונות אופטיות ו- AFM. זה מאפשר מתאם ישיר של AFM שנרכשו ונתונים אופטיים.
אין צורך להעביר את הדגימה בין הגדרות, והמערכת תומכת במגוון רחב של סוגי מצלמה וגלאי.
יבוא תמונה אופטי קל, אלגוריתמי כיול מתקדמים ושגרת הדמיה מאפשרים ניווט מדויק על פני המדגם, ומאפשר אפיון רב ממדי בתוך ניסוי יחיד.
טכניקות תואמות כוללות אפיפלואורסצנציה, קונפוקליות, ניגודיות פאזות ומיקרוסקופיה רזולוציה-על כמו STED, TIRF וסערה.
היכולת לרכוש מערכי נתונים מתואמים בזמן אמת היא המפתח במיוחד לתחום המחקר במדעי החיים. הסיבה לכך היא:
- זה מאפשר לחוקרים לחקור את הטופוגרפיה של דגימות ביולוגיות באמצעות AFM ובמקביל התבוננות ברכיבים סלולריים עם תווית פלורסנטית.
- זה מאפשר התבוננות רב -פרמטרית של במקום דינמיקה, כולל קיפול חלבון, אינטראקציות בין קולטן-ליגנד, דינמיקת חלבון מולקולה יחידה ומסלולי איתות מכניים.
AFM מתאם ומיקרוסקופיה אופטית מתקדמת בספר אלקטרוני של מדעי החיים
איזו הכנת מדגם נדרשת לשימוש ב- BioAFM?
BioAfm היא טכניקה נטולת תווית המאפשרת מדידות באוויר וגם בנוזל, מה שהופך אותה לאידיאלית לחקר תאים חיים בתנאים כמעט-פיזיולוגיים. בניגוד לשיטות הדמיה אחרות, הוא אינו דורש ואקום, והוא גם לא מחייב הקפאה, ייבוש, ציפוי או מיקרוטום של דגימות לפני המדידה.
לקבלת תוצאות אופטימליות, על המדגם לדבוק במצע משטח מתאים, כמו צלחת פטרי, מכסה כיסוי או נציץ.
בעת מדידת נוזלים, יש לטבול את הדגימה בתמיסת חיץ מתאימה. כדי להבטיח הדמיה באיכות גבוהה, מומלץ לנקות היטב את המצע לפני כן כדי לחסל מזהמים או חפצים שיכולים להפריע למדידות.
תודות
מיוצר מחומרים שנכתבו במקור על ידי ברוקר ננו GmbH.
אודות Bruker BioAfm
Bruker BioAfm, לשעבר JPK Instruments AG, הוא יצרנית מובילה של מכשירים ננו -אנליטיים – במיוחד על בסיס מיקרוסקופ כוח אטומי (AFM) ומערכות פינצטה אופטיות – למדעי החיים ויישומי חומר רך.
אנו משלבים את הכישורים הטכניים הגבוהים ביותר עם יישומים חזון. עבודתנו מיישמת ננו -טכנולוגיה בדרכים לספק פתרונות לאתגרים העומדים בפני חוקרים במדעי החיים ובחומר רך כיום. מונע על ידי השראה ושאיפה, האמונה שלנו היא שרק הכלים הטובים ביותר טובים מספיק למחקר החיים. אנו מקשיבים באוזן של מדען בפירוט לאתגרים הנוכחיים של לקוחותינו ומוצאים פתרונות פרטניים לבעיות אינדיבידואליות. כך אנו מבינים את העסק שלנו.
פעילות ראשונית
יצרן חומרים
סריקת טכנולוגיית בדיקות לחומר רך ומדעי החיים
