Applicazione del AFM per studiare i beni viscoelastici delle celle

Un'intervista con prof. Manfred Radmacher, Universität Brema ha condotto da ora ad aprile Cashin-Garbutt, il mA (Cantab)

Potete dare prego una breve storia dell'uso del AFM ai meccanici delle cellule di studio per capire i trattamenti biofisici delle celle?

I meccanici delle cellule erano già di interesse molto nella fase iniziale alla gente che stava usando il AFM. Il AFM è stato inventato nel 1986 ed i primi campioni biologici, sia proteine che molecole del lipido, è stato studiato verso il 1989 e la prima volta le celle sono state studiate era verso il 1990.

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Era ovvio dall'inizio che il vantaggio principale del AFM, confrontato al microscopio di traforo di scansione, che era stato inventato una coppia di anni prima del AFM dallo stesso gruppo di persone, era che potreste esaminare i campioni biologici nelle circostanze fisiologiche, in un ambiente liquido.

Una volta che iniziate quello, volete bighellonare ed esaminare tutti i campioni biologici; non solo molecole, ma anche più grandi compartimenti, virus, celle ecc. Le prime applicazioni biologiche già stavano esaminando le celle molto nella fase iniziale.

Quando era la mappa in primo luogo usata del AFM modulo elastico attraverso gli unicellulari (modo del volume della forza)?

Penso che era verso il 1993 /1994 egualmente. Le prime misure dei beni elastici dei campioni biologici sono state effettuate probabilmente verso il 1993 /92 nel laboratorio di Paul Hansma, da Albrecht Weisenhorn. Egualmente abbiamo cominciato fare che in circa 1994 a Monaco di Baviera, in una cooperazione con Paul Hansma.

Potete descrivere prego la vostra ricerca corrente e l'applicazione del AFM per studiare i beni viscoelastici delle celle?

Il mio interesse corrente rimane i beni meccanici delle celle, sebbene il fuoco sia cambiato molto. Il fuoco negli inizi era sul fatto che abbiamo avuti uno strumento di recente sviluppato, il microscopio atomico della forza. Come fisici, eravamo solo curiosi circa per mezzo di quello strumento e l'applicazione a parecchi campioni per capire qualcosa circa la biofisica delle celle.

Che cosa è accaduto 5-10 anni fa, è quello quando la gente ha capito quella esaminando i beni meccanici, voi può distinguere fra i tipi differenti di celle. Che cosa è prominente è che quando esaminare le celle malate contro le celle normali, o le cellule tumorali contro le celle normali, voi può usare i beni meccanici come un'impronta digitale o analisi meccanica per determinare lo stato delle celle.

Che cosa pensate le tenute future per l'uso del AFM nell'indagine sui trattamenti biologici e biofisici?

Negli inizi, la gente ha gradito quella con il AFM, voi ha avuta un microscopio ad alta definizione, che vi ha fornito le informazioni topografiche sui campioni biologici in tensione, per esempio. La risoluzione non era buona quanto con il microscopio elettronico a scansione, ma utilizzare il microscopio elettronico a scansione, molto preparato del campione è stato richiesto ed i campioni e le celle sono egualmente morti.

Assomiglia alle più nuove applicazioni nell'altro − che dei campi il − ottico di alta risoluzione di microscopia finalmente estrarrà la corsa in termini di risoluzione. La caratteristica eccezionale del AFM non è più immagini ad alta definizione dei campioni biologici. Che cosa ancora fa il AFM unico è la sua capacità nella misurazione e nell'applicazione delle forze al campione.  

L'un'applicazione è i beni meccanici delle celle. Altre applicazioni stavano esaminando le forze vincolanti specifiche fra le molecole. Non ci sono altra tecnica, o soltanto alcune altre tecniche, che permettono che sondiate alla piccola scala e con alta risoluzione laterale, − di questi due beni come le molecole interagiscono a vicenda e che cosa i beni meccanici dei campioni biologici ultra-morbidi sono. Penso che questa rimanga la caratteristica eccezionale del AFM.

Che cosa è il più grande impatto che il AFM abbia fatto ai campi di nanomedicine e biologici della ricerca?

Nanomedicine è complicato perché il AFM è ancora una tecnica che è utilizzata in un ambiente della ricerca. Siamo pensanti e parlanti molto circa le applicazioni biomediche, ma c'è l'applicazione biomedica non vera. Non c'è analisi medica utilizzata in una clinica. Stiamo prevedendo, per esempio, che i beni meccanici possono provocare un'analisi biomedica, ma questa non è accaduto ancora. Egualmente richiederà i tipi differenti di strumenti.

Ora, i microscopi atomici della forza sono strumenti utilizzati nell'ambiente della ricerca dalla gente altamente formata, studenti di Ph.D. Ciò non è il tipo di strumento che sia utilizzato in un ambiente clinico. Di conseguenza, che cosa sta accendendo ora è che la gente è imparante e capente lo strumento. Il secondo punto che sarà necessario, sta semplificandolo in moda da poterlo usare come strumento sistematico dai tecnici, per esempio.

Come la tecnologia di Bruker ha aiutato o AFM avanzato nella ricerca biologica?

Il primo AFMs commerciale è stato costruito e venduto da una società ha chiamato gli strumenti di Digital, che si sono trasformati in in Veeco e finalmente si sono trasformati in in parte di Bruker.

Il risultato era che potrebbe essere usato da un diverso gruppo di persone dagli ambiti di provenienza differenti; non solo quelli da uno sfondo di fisica o di assistenza tecnica di instrumentational, ma anche la gente da uno sfondo biologico o medico. Penso il fatto che potrebbe essere applicato ed usato dalla gente differente è stato molto importante.

Che cosa è l'importanza delle riunioni, come la conferenza del AFM Biomed, voi ed alla comunità di ricerca del AFM?

Come con tutta la riunione, sono molto importanti agli scienziati, perché scambiate e discutete i vostri risultati con i colleghi. Una conferenza come questa ha certa cronologia e penso che questa ora siath la conferenza di 8. Una conferenza gradisce che riunisce lo stesso tipo e gli stessi gruppi di persone in maniera regolare, significando che potete realmente discutere i vostri risultati.

Una parte della conferenza è le presentazioni che sentite nel corridoio di conferenza, ma più la parte importante è che cosa sta accadendo qui nella gente del − di corridoio realmente sta discutendo i risultati. Ciò è il vantaggio di piccola, comunità vicina che si incontra regolarmente e criticamente discute i loro propri risultati in una via molto aperta.

La che direzione vedete, o vorreste per vedere, AFM che va durante i cinque anni futuri? (Che cosa vedete come la grande cosa seguente per il AFM?)

Vorrei vedere uno strumento semplificato sviluppato come prole del AFM, quello permetto alle misure meccaniche sulle celle o, ancora migliore, sui tessuti e su quello potrebbe finalmente essere utilizzato nell'ambiente clinico.

Dubito che cinque anni è il calendario appropriato per questo. Il AFM è stato utilizzato con molto successo in un ambiente della ricerca, ma penso che sia stato un salto reale ad un nuovo universo o ad un nuovo mondo, se potessimo estendere le applicazioni fino campo clinico/medico.

Quanto tempo lo pensate catturerete?

Incontriamosi durante cinque anni e discutiamo quella domanda ancora. Può essere di dieci anni, ma è duro fare tutta l'ipotesi qui!

Dove possono i lettori trovare più informazioni?

Circa prof. Manfred Radmacher

Prof. il Dott. Manfred Radmacher è professore per la biofisica all'università di Brema. Il Dott. Radmacher ha intrapreso la sua tesi al dipartimento di fisica, istituto per la biofisica, università tecnica Monaco di Baviera di PhD. Tiene le lauree in Abitur, in diploma nella fisica, in PhD nella fisica e nell'abilitazione (legendi di venia) nella fisica sperimentale.

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