虚拟事件,实际科学

北美生物afm用户会议[2021]

发现生命科学研究的前沿AFM工具和技术

AFM:生物应用的重要工具

(2021年6月23日)

独家介绍:

  • 新型高速AFM技术
  • 用于研究液体细胞的高速AFM
  • 基于afm的机械生物学用于癌症研究
  • 基于afm的胶原蛋白结构特性研究
  • 表征口腔生物膜结构-性质关系的AFM方法
  • 在人体皮肤疾病诊断和监测的活体AFM在临床设置

专题演讲和技术演示

突破AFM的速度和分辨率限制

Simon Scheuring,博士,威尔康奈尔医学院麻醉学生理学和生物物理学教授

高速原子力显微镜(HS-AFM)是一种强大的技术,可以提供生物分子工作时的动态电影[1].

为了打破目前使用HS-AFM来描述分子动力学的时间限制,我们开发了HS-AFM高度光谱(HS-AFM- hs雷竞技怎么下载),一种我们在固定位置振荡HS-AFM尖端并检测尖端下分子运动的技术。这使得亚纳米级的空间分辨率与微秒级的分子波动时间分辨率相结合。雷竞技怎么下载HS-AFM-HS可与HSAFM成像模式结合使用,从而获得广泛的动态范围[2)……

用真正的高速AFM揭开分雷竞技怎么下载子动力学

Heiko Haschke博士,Bruker应用科学家
Andreas Kraus,博士,Bruker应用科学家

最近原子力显微镜(AFM)技术的发展导致了前所未有的流体成像速率,在高速扫描能力方面树立了新的里程碑。Bruker最近推出了最快的商用高速AFM (NanoRacer®),能够在5000行/秒的速度下达到50帧/秒的扫描速度。高速AFM不仅能提供原子分辨率,还能实现与细胞过程和单个生物分子的结合机制相关的时间分辨动态的真实实时可视化。例如,单个蛋白质结合行为的动态,二维蛋白质组装,运动蛋白,膜运输,核酸的结构转变,现在可以观察到。

癌症转移过程的机械生物学

Kalpana Katti博士,北达科他州立大学特聘教授

世界卫生组织每年报告约340万例乳腺癌和前列腺癌病例,导致全球约100万人死亡。大多数的死亡是由于转移,转移的过程,和癌症再定殖到一个偏远的地方。前列腺癌和乳腺癌都有很强的骨转移倾向,此时患者的预后很差。癌症如果在原发部位被诊断出来,是可以治疗的。然而,90%以上的癌症相关死亡是由转移引起的。我们利用组织工程方法开发了一种新型骨模拟纳米粘土支架来生成骨[1-5]。将商业前列腺癌和乳腺癌细胞播种在组织工程骨上用于生成肿瘤[6,7]。利用直接纳米压痕技术研究肿瘤的力学性能。

胶原纤维超微结构的多模态成像

Gunjan Agarwal博士,俄亥俄州立大学机械和航空航天工程教授

在本研究中,我们研究了血管手术时提取的人AAA组织中胶原原纤维的结构变化,以及从血管紧张素II (AngII)灌注的ApoE−/−小鼠AAA模型中提取的主动脉中胶原原纤维的结构变化。对图像进行分析,以表征d周期的长度和深度、纤维直径和纤维曲率。组织也使用一种新的试剂,胶原杂交肽(CHP)染色(染色降解的胶原蛋白),并使用AFM和荧光显微镜的组合进行分析。我们的结果阐明了如何在切除的人体组织和AngII输注小鼠的AAA重塑区域中观察到异常的胶原原纤维与受损的d周期带…

口腔物种和生物膜的纳米计量学

Laurent Bozec,博士,多伦多大学牙科学院教授(副教授)

口腔以其相对稳定的环境条件和来自唾液成分、龈沟液和宿主饮食的营养物质流支持各种细菌的生长。口腔生物膜在口腔表面的形成始于初级定殖体的附着,随后是次级定殖体和后期定殖体的附着。了解初级定殖菌如何侵入口腔表面可能具有挑战性,但对于开发新的抗微生物/抗生物膜策略仍然是必要的。在本报告中,Bozec博士将回顾他的团队最近在细菌物种的生物物理表征方面的工作,以及用单细胞力光谱表征的口腔细菌/真菌在相关表面的早期粘附。在本报告的第二部分,Bozec博士将演示如何结合使用原子力显微镜和光学相干层析成像技术,有针对性地研究口腔生物膜的结构-性质关系。

活体AFM:在活体人体受试者上使用AFM,使用粘弹性模型提取皮肤弹性,并计划在频域使用孔隙弹性模型

Mojtaba Azadi,博士,旧金山州立大学副教授

在体内检测完整皮肤的力学特性导致了一种新的定量方法来诊断皮肤病和监测临床环境中的皮肤状况。目前的研究和临床方法检测皮肤力学有很大的局限性。体外实验是在非生理条件下进行的,体内临床方法测量脂肪和肌肉组织下不需要的力学,但将测量结果报告为皮肤力学。理想的皮肤力学应在皮肤尺度(即微米尺度)和体内捕获。然而,在微米尺度上捕捉皮肤力学的极端挑战,包括由心脏哔哔声、呼吸和受试者的运动引起的皮肤运动,阻碍了皮肤力学在体内的测量……

演讲者

Simon Scheuring,博士,威尔康奈尔医学院麻醉学生理学和生物物理学教授

Simon Scheuring是美国纽约威尔康奈尔医学院麻醉学生理学和生物物理学教授。他是瑞士巴塞尔大学生物中心训练有素的生物学家(1992 - 1996年)。在Andreas Engel实验室攻读博士学位期间(1997 - 2001),他学习了电子显微镜和原子力显微镜,并对膜蛋白产生了兴趣。在此期间,他致力于水通道蛋白和糖转运蛋白的结构测定。在法国国家研究机构santé et de la recherche médicale (INSERM)和法国巴黎居里研究所Jean-Louis Rigaud实验室的博士后(2001 - 2004)和研究助理(2004 - 2007)期间,他学习了膜物理化学,并开发了用于研究天然膜的原子力显微镜。作为初级研究主任(2007年至2012年),他在法国巴黎居里研究所建立了自己的实验室。接下来,他在法国马赛的INSERM/Aix-Marseille建立了一个更大的独立实验室Université(2012),在那里他被提升为高级研究总监(2012-2016)。随后,他前往美国纽约威尔康奈尔医学院(Weill Cornell Medicine, New York, USA),在那里他被任命为麻醉学生理学和生物物理学教授。

Simon Scheuring被授予INSERM Avenir (2005), médaille de la Ville de Paris(2007),欧洲研究委员会(ERC)整合补助金(2012),大奖赛Robert Debré(2013),以及NIH主任先锋奖(2019)。他的目标是领导一个充满活力的研究团队,成员来自不同的科学领域,包括生物学、物理学和工程学,以开发和使用原子力显微镜为基础的技术,为生物膜中发生的过程提供新的见解。

Kalpana Katti博士,北达科他州立大学特聘教授

Kalpana Katti博士是北达科他州立大学土木与环境工程系的杰出教授。在NDSU,她建立了一个最先进的材料表征实验室,拥有先进的纳米机械和红外光谱设备,以及组织工程实雷竞技网页版验室。她曾担任基础设施发展赠款的PI,为NDSU的电子显微镜设施带来了联邦资金的先进电子显微镜,这导致了电子显微镜设施的显著扩张。她还在NDSU领导了一个新的材料和纳米技术博士项目。雷竞技网页版她领导着NDSU工程癌症试验台中心(CECT)以及新成立的NSF EPSCoR科学与工程细胞生物界面中心。她带来了超过2600万美元的研究经费。

她在期刊、会议论文集和书籍章节上发表了200篇论文,其中包括123篇期刊文章。她获得了2004-2007年胶体与界面杂志引用最多的奖。她也是美国国家科学基金会职业奖获得者。她是美国医学和生物工程研究所(AIMBE)的当选院士。她于2021年获得Phi Kappa Phi讲师奖,2018年获得Waldron卓越研究奖,2007年获得Peltier教学创新奖,2003年和2018年获得工程学院研究员奖,2011年获得NDSU第52届教师讲师奖。1999年,她还获得了涂层技术联合会的Roon奖,1996年获得了美国显微镜学会的总统学者奖。她在国内和国际会议上发表了70多次受邀演讲、主题演讲和全体演讲。

Gunjan Agarwal博士,俄亥俄州立大学机械和航空航天工程教授

Gunjan Agarwal博士在印度孟买的塔塔基础研究所获得生物物理学博士学位,并来到美国阿尔伯特·爱因斯坦医学院(纽约布朗克斯)进行博士后培训,随后在宝洁制药公司(辛辛那提OH)工作了一年。在空军研究实验室(WPAFB, OH)担任了一段时间的研究科学家后,她于2003年加入俄亥俄州立大学(哥伦布,OH)担任助理教授。Agarwal博士目前是OSU机械和航空航天工程教授,主要研究领域为生物工程和纳米技术。她是利用光、电子和原子力显微镜(AFM)进行生物医学研究的专家,并指导俄勒冈州立大学的多用户Bio-AFM核心设施。

她的主要研究方向是细胞外基质重塑,尤其是胶原纤维的结构和功能。阿加瓦尔博士研究项目的另一个主要举措是开发AFM的新型生物医学应用。她的实验室应用磁力显微镜(MFM)的许多方面来研究纳米颗粒的行为和铁蛋白(铁)沉积在健康和疾病的组织切片。她合著了50多篇期刊文章,并贡献了4本特邀书籍章节。她的研究一直得到美国国立卫生研究院、国家科学基金会和美国心脏协会的资助。她指导了10名博士生和5名硕士学生,并教授细胞外基质,医学成像和显微学课程。

Laurent Bozec,博士,多伦多大学牙科学院教授(副教授)

Laurent Bozec教授于1997年获得诺丁汉特伦特大学(英国)应用物理学(荣誉)学士学位,随后于2003年获得兰卡斯特大学(英国)应用物理学和仪器仪表博士学位。在读博士期间,在波洛克教授的指导下,他开发了一种结合红外光谱和原子力显微镜的新技术。博士毕业后,他加入了伦敦大学学院(英国)医学院和新成立的伦敦纳米技术中心。在已故迈克·霍顿教授的指导下,他用原子力显微镜探索了胶原蛋白的纳米级特性。2005年,他用AFM发表了第一张胶原蛋白分子的AFM图像。

2007年,他加入了伦敦大学学院伊士曼牙科研究所,在那里他开始了自己的研究小组,专注于胶原蛋白和宿主细胞相互作用的纳米学。2012年,他是英国皇家显微学会扫描探针显微镜组的创始成员之一。2015年,他成为伦敦大学学院伊士曼牙科研究所的研究副院长,并创建了一个博士学校,当时有近100名博士生。多年来,Bozec博士为世界各地的工业客户和学术合作者提供了高水平的AFM专业知识。Bozec博士一直对文化遗产和纳米计量学感兴趣。2014年,他很幸运地用AFM成像了达尔文笔记本的一个皮革装订,2017年,他能够成像17世纪法国亨利四世木乃伊头部的皮肤。至今已发表论文120余篇,被引用3500余次。

2018年11月,Bozec博士搬迁到多伦多大学牙科学院,创建了一个转化研究小组,专注于应用纳米工具来推进胶原蛋白结缔组织在健康和疾病中的知识,如纤维化、癌症、Ehlers Danlos和自然衰老。

Mojtaba Azadi,博士,旧金山州立大学副教授

他持有加拿大阿尔伯塔大学的博士学位。他在伊朗的谢里夫科技大学和德黑兰大学完成了硕士和本科学习。

他自2015年8月起担任旧金山州立大学工程学院副教授。Azadi博士实验室的主要目标是开发敏感和定量的生物力学评估工具,以检测由生物因素、药物和医疗干预引起的软生物材料的细微变化。雷竞技网页版

在加入SFSU之前,他曾在麻省理工学院生物和机械工程系以及阿尔伯塔大学康复医学系从事了4年的仿生学、生物仪器、机械生物学和康复机器人等合作项目。这些项目包括为猎豹机器人设计一个生物张拉整体腿,测量软组织的力学,如皮肤、输卵管、软骨、膜,以及微纳米尺度的不同细胞层。

Andreas Kraus,博士,Bruker应用科学家

Andreas Kraus毕业于德国莱比锡大学物理系,并因其在III-V型半导体结构外延生长和表征方面的研究获得了布伦瑞克技术大学的博士学位。2016年,他加入JPK Instruments AG,担任应用科学家。自2019年以来,他是柏林Bruker Nano全球应用和客户支持团队的一员。他目前专注于AFM在生命科学系统动力学研究中的高分辨率和高速应用。

Heiko Haschke博士,Bruker应用科学家

Heiko Haschke在英国布里斯托尔大学获得物理学博士学位,在那里他专注于高速成像和力光谱的应用和发展,用于研究单生物分子相互作用。雷竞技怎么下载2001年,他加入JPK仪器公司,担任纳米分析仪器的开发人员,特别是用于生物应用的AFMs和光镊。2004年,他成立并成为应用团队的负责人,这是一个由应用科学家专家组成的团队,提供全球客户和技术支持。自2020年以来,他在总部位于德国柏林的Bruker Nano的BioAFM部门监督NanoRacer®高速AFM的全球应用开发。

按需访问事件记录


本次活动包括六场演讲和三场实时演示。在这些中,Bruker应用科学家和领先的研究人员探索了生命科学的创新AFM解决方案。提交表单以进行即时的完整访问所有演示录音,与演讲者的问答,以及产品演示。

对生命科学研究中基于afm的调查方法有了新的认识。

  • 了解各自领域的领导者是如何使用新颖的AFM技术做出前所未有的发现的。
  • 参见Bruker的Dimension FastScan AFM, BioScope Resolve AFM和NanoWizard 4 XP AFM实时演示。
  • 请听专家回答这些仪器和方法的实际用途、优点和局限性。

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