Integrated AFM-optical Microscope (Bioscope) for Molecular and Cell Biology

用于分子和细胞生物学的集成 AFM 光学显微镜(生物显微镜)

基本信息

  • 批准号:
    0070356
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 7.57万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2000
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2000-04-01 至 2002-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Abstract # 0070356 Integrated AFM-optical microscope (BioScope) for molecular and cell biologyPI: Y. L. Lyubchenko, Arizona State University. AFM is a novel technique that offers unique advantages with the potential for very high resolution imaging of macromolecules, their complexes and cells in the absence of stains, shadows, and labels. AFM can be performed in air at ambient conditions or in aqueous solutions the latter being particularly important for resolving fully hydrated structures. Recently, instruments which integrate AFM technology with an optical light microscope has permitted cells, microorganisms macromolecular complexes to be imaged with a resolution much greater than the ~200 nm resolution of the best optical microscopes. A BioScope AFM, an integrated Atomic Force Microscope/Optical Microscope will be used to study the structure of living cells and macromolecular assemblies and to follow biochemical processes in living as well as fixed cells, tissues, and developing organisms. This is one of the most powerful instruments used in cellular and structural biology and material science today. Specifically, this integrated optical/AFM microscope will be able to locate with the optical microscope the area of interest; to obtain high resolution topographic images of cells, their components and macromolecular complexes; to combine optical and topographic characteristics of the samples;to follow the dynamics of living cells and their components.These new capabilities will allow more detailed structural and functional studies of a wide range of biological systems including a) the molecular structure of DNA during recombination, b) the structure and spectral properties of photosynthetic complexes in bacteria, c) surface reorganization of sperm just before fertilization of amphibian and mammalian eggs, d) the surface structure of pathogenic fungi, e) the mechanisms of viral interactions with cell surfaces, and f) surface characterization of biomimetic materials used in artificial organs and tissues. In each case, this new imaging technique is expected to provide new insights into how cells interact with both biological and nonbiological surfaces. The BioScope will be housed in the W. M. Keck Bioimaging Laboratory at Arizona State University and will be accessible to any interested party at the University, including faculty, postdoctoral researchers as well as graduate and undergraduate students.
摘要#0070356用于分子和细胞生物学的集成原子力显微镜-光学显微镜(BIOSCOPE)原子力显微镜是一种新的技术,它具有独特的优势,可以在没有污渍、阴影和标记的情况下对大分子、它们的络合物和细胞进行非常高分辨率的成像。原子力显微镜可以在环境条件下的空气中进行,也可以在水溶液中进行,后者对于分解完全水化的结构特别重要。最近,将AFM技术与光学显微镜相结合的仪器使细胞、微生物和大分子复合体的分辨率远远高于最好的光学显微镜的~200 nm分辨率。生物显微镜、原子力显微镜/光学显微镜将用于研究活细胞和大分子组件的结构,并跟踪活细胞、固定细胞、组织和发育中的生物体的生化过程。这是当今细胞、结构生物学和材料科学中使用的最强大的仪器之一。具体地说,这种集成的光学/原子力显微镜将能够与光学显微镜一起定位感兴趣的区域;获得细胞、其成分和大分子络合物的高分辨率地形图;结合样品的光学和形貌特征;这些新的能力将使人们能够对广泛的生物系统进行更详细的结构和功能研究,包括a)重组过程中DNA的分子结构,b)细菌中光合作用复合体的结构和光谱特性,c)两栖动物和哺乳动物卵子受精前精子的表面重组,d)病原真菌的表面结构,e)病毒与细胞表面相互作用的机制,以及f)用于人造器官和组织的仿生材料的表面特征。在每一种情况下,这种新的成像技术都有望为细胞如何与生物和非生物表面相互作用提供新的见解。生物镜将放置在亚利桑那州立大学的W.M.Keck生物成像实验室,该大学的任何感兴趣的人都可以使用,包括教师、博士后研究人员以及研究生和本科生。

项目成果

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    $ 7.57万
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