ساخت دستگاه میکروسکوپ نیروی اتمی با سرعت بالا

توشی آندو و همکارانش از دانشگاه کانازاوا میکروسکوپ نیروی اتمی با سرعت بالا برای درک بهتر سیستم‌های پروتئینی ابداع کردند. آنها از قدرت تفکیک فضایی و زمانی بالای این میکروسکوپ برای تصویربرداری از این زیست مولکول‌ها استفاده کردند. این گروه تحقیقاتی موفق به ارائه دستورالعملی شد که با استفاده از آن می‌توان از اجزاء سلولی تصویربرداری کرد. به نظر می‌رسد که از این پس محققان دیگر نیز می‌توانند از این فناوری منحصر به‌فرد برای تصویربرداری استفاده کنند.

در این روش نوک میکروسکوپ روی سطح به حرکت در آمده و با نوسان کردن بروی سطح ارتفاع بخش‌های مختلف نمونه را ثبت می‌کند این اطلاعات برای تصویربرداری با میکروسکوپ نیروی اتمی با سرعت بالا ضروری است. بسته به نوع نیاز، این میکروسکوپ می‌تواند تصاویر را به‌صورت دامنه و فاز نوسان، فرکانس رزونانس کانتالیور یا فاصله انحراف ارائه کند.

در این پروژه، آندو و همکارانش از کانتالیور‌های بسیار کوچکی استفاده کردند که حساسیت آنها ۱۰ تا ۲۰ برابر بیشتر از کانتالیورهای رایج است. این دستگاه جدید در حال حاضر توسط شرکت Research Institute of Biomolecule Metrology Co., Ltd تجاری سازی شده و برای استفاده به بازار ارائه شده است. یکی از مزایای این دستگاه سرعت بالای آن است به‌طوری که می‌توان با سرعت ۱۰ برابر بیشتر از دستگاه‌های دیگر فرآیند تصویربرداری را انجام داد. جزئیات مربوط به این کار تحت عنوان Guide to video recording of structure dynamics and dynamic processes of proteins by high-speed atomic force microscopy در Nature Protocols به چاپ رسیده است.

در این مقاله محققان نحوه آماده سازی نمونه و همچنین نگه‌داشتن نمونه در حین تصویربرداری با این میکروسکوپ را تشریح کرده‌اند. همچنین نکاتی مهم برای گرفتن تصویری با کیفیت بالا در این مقاله ارائه شده است. با استفاده از این روش می‌توان از حرکت پروتئین‌های حمل کننده بار، موتورهای پروتئینی که برای سلول‌ها انرژی تامین می‌کنند و هیدرولیز سلولز تصویربرداری کرد. یافته‌های این تیم تحقیقاتی و ابزاری که آنها به جامعه علمی ارائه کردند را طیف وسیعی از محققان می‌توانند استفاده کنند. از این ابزار و یافته‌ها می‌توان برای درک بهتر دینامیک و ساختار قطعات سلولی زنده استفاده کرد.