FOLLOW US ON
+7 (495) 374-04-01
Отраслевые решения
Задать вопрос

Оптический пинцет Nanotracker 2

Перспективный метод измерения сил с чувствительностью порядка фН и субнанометровой точностью

 

 

Схема формирования оптической ловушки

Метод оптической ловушки заключается в использовании сфокусированного лазерного луча для захвата и манипуляции микроскопическими оъектами. Поскольку лазерное излучение обладает высокой пространственной когерентностью, то лазерный пучок можно сфокусировать в область, размеры которой сопоставимы с длиной волны излучения. В перетяжке образуется неоднородное расперделение интенсивности света, что для близлежащих частиц действует как потенциальная яма.

В качестве захватываемых частиц чаще всего выступают диэлектрические бусины (наиболее популярны полистериновые). Из раздела оптики известно, что при помещении диэлектриков в электрическое поле, на их поверхности индуцируются заряды, создавая диполь. Этот диполь взаимодействует с полем волны, в результате чего объект перемещается вдоль градиента электрического поля. Пришив ковалентно к такой бусине исследуемую молекулу, можно прикладывать к ней силы порядка фемтоньютонов и манипулировать на расстояниях от нескольких нанометров до микронов.

Миозин VI, изображение Paul Selvin

Первые работы с применением оптического пинцета для удержания бактерий с целью изучения жгутиков появились еще в 80-х годах XX века. В 90-х годах исследователи применяли оптическую силовую спектроскопию для описания молекулярных моторов. Эти удивительные микроскопические двигатели осуществляют изменение формы клеток, а также передвижение молекул внутри клетки и самой клетки.   С помощью оптических ловушек биофизики смогли исследовать динамику молекулярных моторов и силы, вовлеченные в этот процесс.

Сегодня оптический пинцет применяется для решения широкого круга научных задач. Метод полезен в задаче сортировки клеток по оптическим характеристикам. Активные работы с применением оптического пинцета ведутся по исследованию механизмов работы цитоскелета, митотического деления клеток, полимеризации и деполимеризации микротрубочек. Также инструмент позволяет изучать жизнь вирусов, в частности его взаимодействие с клеткой-мишенью.

Прибор NanoTracker 2 — это оптический пинцет, построенный на базе инвертированного микроскопа исследовательского класса. Система специально разработана для манипулирования, силовых экспериментов и отслеживания перемещений микрообъектов. Используя NanoTracker 2 пользователь может захватывать и перемещать частицы с размерами от нескольких микрон до 30 нм с возможностью контроля и наблюдения за материалом в режиме реального времени с нанометровой точностью и фемтоньютонным разрешением по силе взаимодействия.

Измерительные характеристики оптического пинцета NanoTracker 2 позволяют проводить точные и воспроизводимые измерения взаимодействий между частицами и живыми клетками. Прибор даёт информацию о механике отдельных молекул и также может быть использован для определения таких механических свойств, как адгезия, упругость или жёсткость молекул.

Особенности оптического пинцета NanoTracker 2:

 

    Манипуляции с эритроцитом и бусинами

                   

 

В данном видео эритроцит прикрепляется к чашке Петри с помощью двух ловушек, а третья используется для растяжения клеточной мембраны. Три разделенные во времени ловушки создаются в оптическом пинцете NanoTracker 2 благодаря опции мультиплексирования. В то время как две ловушки прижимают эритроцит к поверхности чашки Петри, третья модифицированная амином ловушка тянет клеточную мембрану. Все деформации происходят без разрушения клетки.

Иллюстрации применений

Траектория перемещения частицы кремния в ловушке в процессе теплового дрейфа

 

Данные о вибрации молекулы полистирола (2мкм) в процессе ее прикрепления к клетке CV-1

 

Молекула полистирола (обозначена стрелкой), прикрепленная к клетке CV-1

Сигнал с квадрантного фотодетектора оптического пинцета согласно шагу кинезина вдоль микротрубочки

 

Основные области применения оптического пинцета Nanotracker 2:

  • Внутримолекулярная эластичность и динамика сворачиваемости белка
  • Биологические двигатели молекулярного масштаба
  • ДНК/РНК
  • Связывание белок-ДНК
  • Нанопористые и трехмерные материалы
  • Исследования мембран и процессов перехода в них
  • Межклеточные взаимодействия
  • Взаимодействие рецептор-лиганд
  • Взаимодействие с патогенами
  • Адгезия бактерий и вирусов
  • Оптическая манипуляция и конструирование искусственных кристаллов
Закрыть

Задать вопрос

Оборудование для контроля воды IMC Systems - научное оборудование, инспекция в полупроводниковой промышленности, оборудование для экологического мониторинга и контроля технологических процессов

ФИО*
Компания
Телефон и email*
Напишите вопрос и наименование продукции*
Нажимая на кнопку "Отправить", я даю согласие на обработку персональных данных.