Aplicación del AFM para estudiar las propiedades viscoelásticas de células

Una entrevista con profesor Manfred Radmacher, Universität Bremen conducto en abril Cashin-Garbutt, mA (Cantab)

¿Puede usted dar por favor una historia abreviada del uso del AFM a los mecánicos de la célula del estudio para entender los procesos biofísicos de las células?

Los mecánicos de la célula estaban ya de interés muy a principios de a la gente que utilizaba el AFM. El AFM fue inventado en 1986 y las primeras muestras biológicas, las proteínas y las moléculas del lípido, investigado hacia 1989 y la primera vez que las células fueron investigadas estaba hacia 1990.

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Era obvio desde el principio que la ventaja principal del AFM, comparada al microscopio el hacer un túnel de la exploración, que había sido inventado un par de años antes del AFM por el mismo grupo de personas, era que usted podría observar muestras biológicas en condiciones fisiológicas, en un ambiente líquido.

Una vez que usted comienza eso, usted quiere jugar alrededor y observar todas las muestras biológicas; no sólo moléculas, pero también divisiones más grandes, virus, células y así sucesivamente. Los primeros usos biológicos observaban ya en las células muy a principios de.

¿Cuándo era el mapa primero usado del AFM módulo de elástico a través de las células (manera del volumen de la fuerza)?

Pienso que estaba también hacia 1993 /1994. Las primeras mediciones de las propiedades elásticos de muestras biológicas fueron realizadas en el laboratorio de Paul Hansma, por Albrecht Weisenhorn, probablemente hacia 1993 /92. También comenzamos a hacer que en cerca de 1994 en Munich, en una cooperación con Paul Hansma.

¿Puede usted contornear por favor su investigación actual y el uso del AFM para estudiar las propiedades viscoelásticas de células?

Mi interés actual sigue siendo las propiedades mecánicas de células, aunque el foco haya cambiado mucho. El foco en los primeros días era en el hecho de que teníamos un instrumento desarrollado recientemente, el microscopio atómico de la fuerza. Como físicos, éramos apenas curiosos sobre usar ese instrumento y la aplicación de él a varias muestras para entender algo sobre la biofísica de células.

Qué suceso hace 5-10 años, es ése cuando la gente imaginó que observando las propiedades mecánicas, usted puede distinguir entre diversos tipos de células. Cuál es prominente es que cuando observar las células enfermas comparado con las células normales, o las células cancerosas comparado con las células normales, usted puede utilizar las propiedades mecánicas como una huella dactilar o análisis mecánico para determinar el estado de las células.

¿Qué usted piensa los asimientos futuros para el uso del AFM en la investigación de procesos biológicos y biofísicos?

En los primeros días, la gente tuvo gusto de eso con AFM, usted tenía un microscopio de alta resolución, que le dio la información topográfica sobre muestras biológicas vivas, por ejemplo. La resolución no era tan buena como con el microscopio electrónico de exploración, pero utilizar el microscopio electrónico de exploración, mucha preparación de la muestra fue requerida y las muestras y las células están también muertas.

Parece los más nuevos usos del otro − de los campos que el − óptico de alta resolución de la microscopia ganará eventual la carrera en términos de resolución. La característica excepcional del AFM es no más imágenes de alta resolución de muestras biológicas. Qué todavía hace el AFM único es su capacidad en la medición y la aplicación de fuerzas a la muestra.  

Un uso es las propiedades mecánicas de células. Otros usos estarían observando fuerzas de enlace específicas entre las moléculas. No hay otra técnica, o solamente algunas otras técnicas, que permite que usted sonde en la pequeña escala y con la alta resolución lateral, − de estas dos propiedades cómo las moléculas obran recíprocamente con uno a y cuáles las propiedades mecánicas de las muestras biológicas ultra-suaves son. Pienso que ésta seguirá siendo la característica excepcional del AFM.

¿Cuál es el impacto más grande que el AFM ha hecho a los campos biológicos y del nanomedicine de la investigación?

Nanomedicine es complicado porque el AFM sigue siendo una técnica que se utiliza en un ambiente de la investigación. Somos de pensamiento y que hablan mucho sobre usos biomédicos, pero hay uso biomédico no verdadero. No hay análisis médico usado en una clínica. Estamos previendo, por ejemplo, que las propiedades mecánicas pueden dar lugar a un análisis biomédico, solamente éste no ha suceso todavía. También requerirá diversos tipos de instrumentos.

Ahora, los microscopios atómicos de la fuerza son instrumentos usados en el ambiente de la investigación por la gente altamente entrenada, estudiantes del Ph.D. Éste no es el tipo de instrumento que será utilizado en un ambiente clínico. Por lo tanto, qué está continuando ahora es que la gente es de aprendizaje y de comprensión del instrumento. El segundo paso que será necesario, lo está simplificando para poderlo utilizar como instrumento rutinario por los técnicos, por ejemplo.

¿Cómo la tecnología de Bruker ha ayudado o AFM avanzado en la investigación biológica?

El primer AFMs comercial fue construido y vendido por una compañía llamó los instrumentos de Digitaces, que se convirtieron en Veeco y se convirtieron en eventual parte de Bruker.

El resultado era que podría ser utilizado por un grupo de personas diverso de diversos fondos; no sólo ésos de un fondo de la física o de la ingeniería del instrumentational, pero también gente de un fondo biológico o médico. Pienso el hecho de que podría ser aplicado y utilizado por diversa gente ha sido muy importante.

¿Cuál es la importancia de reuniones, como la conferencia del AFM Biomed, a usted y a la comunidad de investigación del AFM?

Como con cualquier reunión, son muy importante para los científicos, porque usted intercambia y discute sus resultados con los colegas. Una conferencia como ésta tiene cierta historia y pienso que ésta ahora esth la conferencia de 8. Una conferencia tiene gusto que trae el mismo tipo y a los mismos grupos de personas juntos sobre una base regular, significando que usted puede discutir realmente sus resultados.

Una porción de la conferencia es las presentaciones que usted oye en la sala de conferencias, pero más es la parte importante cuál está suceso aquí en la gente del − del vestíbulo está discutiendo realmente los resultados. Ésta es la ventaja de una comunidad pequeña, cercana que se encuentre regularmente y discuta crítico sus propios resultados de una manera muy abierta.

¿Qué dirección usted ve, o quisiera que viera, AFM que entra en los cinco años próximos? (Qué usted ve como la cosa grande siguiente para el AFM?)

Quisiera ver un instrumento simplificado desarrollado como descendiente del AFM, de que habilito mediciones mecánicas en las células o, incluso mejor, en tejidos y ése podría ser utilizado eventual en el ambiente clínico.

Dudo que cinco años sean el marco de tiempo apropiado para esto. El AFM se ha utilizado muy con éxito en un ambiente de la investigación, pero pienso que sería un salto real a un nuevo universo o a un nuevo mundo, si podríamos ampliar los usos a un campo clínico/médico.

¿Cuánto tiempo usted lo piensa tomará?

Encontrémosnos en cinco años y discutamos esa pregunta otra vez. ¡Puede ser diez años, pero es duro hacer cualquier hipótesis aquí!

¿Dónde pueden los programas de lectura encontrar más información?

Sobre profesor Manfred Radmacher

El profesor el Dr. Manfred Radmacher es profesor para la biofísica en la universidad de Bremen. El Dr. Radmacher emprendió su tesis en el departamento de la física, instituto para la biofísica, universidad técnica Munich del doctorado. Él lleva a cabo grados en Abitur, diploma en la física, doctorado en la física y la habilitación (legendi del venia) en la física experimental.

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