专题介绍:
最近原子力显微镜(AFM)技术的发展带来了前所未有的流体成像速率,为高速扫描能力树立了新的里程碑。Bruker最近推出了最快的商用高速AFM (NanoRacer®),能够以5000行/秒的速度达到50帧/秒的扫描速度。高速AFM不仅提供了原子分辨率,而且还实现了与细胞过程和单个生物分子结合机制相关的时间分辨率动力学的真实、实时可视化。例如,单个蛋白质结合行为的动力学,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。
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。大多数死亡是由于转移、易位过程和癌症向远处重新定植。前列腺癌和乳腺癌都表现出强烈的骨转移倾向,此时患者的预后很差。癌症,如果在原发部位确诊,是可以治疗的。然而,超过90%的癌症相关死亡是由转移引起的。我们已经开发了一种新型的骨模拟纳米粘土支架,使用组织工程方法生成骨[1-5]。将商业前列腺癌和乳腺癌细胞植入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了肿瘤的力学性能。
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在本研究中,我们研究了血管手术时提取的人AAA组织和注入ApoE - / -小鼠AAA模型的血管紧张素II (AngII)提取的主动脉中胶原纤维的结构变化,并使用透射电镜和原子力显微镜(AFM)观察胶原纤维的结构。对图像进行分析,表征d -周期性的长度和深度、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)(用于染色降解的胶原)进行染色,并使用AFM和荧光显微镜相结合进行分析。我们的研究结果阐明了在切除的人体组织和注射AngII的小鼠的AAA重塑区域中,如何观察到d周期带受损的异常胶原原纤维。
口腔具有相对稳定的环境条件和来自唾液成分、牙龈沟液和宿主饮食的营养物质流,支持多种细菌的生长。口腔生物膜的形成始于最初的定植菌的附着,随后是次要的和后来的定植菌的附着。了解最初的定植菌如何入侵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。在这次演讲中,Bozec博士将回顾他的团队最近在细菌物种的生物物理特性以及口腔细菌/真菌在相关表面的早期粘附方面的一些工作,这些粘附是由单细胞力谱表征的。在本演讲的第二部分,Bozec博士将演示原子力显微镜和光学相干断层扫描的结合使用如何有针对性地用于研究口腔生物膜的结构-性质关系。
在体内检测完整皮肤的力学特性导致一种新的定量方法来诊断皮肤疾病和在临床环境中监测皮肤状况。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的不必要力学,但将测量结果报告为皮肤力学。理想的皮肤力学应该在皮肤尺度(即微米尺度)和体内被捕获。然而,在微米尺度上捕捉体内皮肤力学的极端挑战,包括由心脏哔哔声、呼吸和受试者运动引起的皮肤运动,阻碍了体内皮肤力学的测量。
西蒙·舒林博士,威尔康奈尔医学院麻醉学生理学和生物物理学教授
Kalpana Katti,博士,北达科他州立大学杰出教授
Gunjan Agarwal博士,俄亥俄州立大学机械与航空航天工程教授
Laurent Bozec博士,多伦多大学牙科学院副教授
Mojtaba Azadi,博士,旧金山州立大学副教授
Andreas Kraus博士,布鲁克应用科学家
Bruker应用科学家Heiko Haschke博士