高通量分子操控分析仪(声镊)-AFS

高通量分子操控分析仪(声镊)-AFS

荷兰Lumicks高通量分子操控分析仪(声镊)—AFS,是同时对数千个生物分子进行检测分析的一款高通量单分子操控设备。AFS芯片上的声波(超声波)可同时并行地在数千个生物分子(如DNA,RNA或蛋白质)施加亚皮牛顿(pN)到数百皮牛顿(pN)的力,同时具有亚毫秒的响应时间及固有稳定性。AFS技术可在核酸蛋白、药物蛋白和抗原抗体层面上精准分析分子间相互作用,有效助力科学家研究蛋白质结构与功能相互关系,新的生物机制和细胞力学,也可用于研究和识别自由能图,动力学速率和在反应过程中的中间态。


应用方向:

动态力谱
键断裂
恒力测试
微流变学

力-距离曲线


细胞力学
生物聚合物力学
水凝胶力学性能
......


小型声镊系统,高通量同时操纵的声镊系统,简单、易用#

技术原理: 



    高通量分子操控分析仪(声镊)-AFS,是一种用于高度并行操纵单分子的仪器,包括一个易于操作和测量的智能化专业显微镜。AFS是采用功能强大而成本低廉的芯片装置,能够高精度施加力同时对数千个生物分子进行检测,由玻璃微流控芯片和透明的压电变换器构成来产生共振声波。AFS芯片上的声波(超声波)可同时并行地在数千个生物分子(如DNA,RNA或蛋白质)施加亚皮牛顿(pn)到数百皮牛顿(pn)的力,同时具有亚毫秒的响应时间及固有稳定性。


Lumicks高通量分子操控分析仪技术特征:


√   微流控芯片实验室技术(Lab-on-Chip)
√   单分子操纵
√   高度并行
√   亚毫秒响应时间
√   固有稳定性
√   安全和友好的用户界面

√   高性价比

  
    Lumicks高通量分子操控分析技术由玻璃微流控芯片和透明的压电变换器构成来产生共振声波。AFS芯片上的声波(超声波)可同时并行地在数千个生物分子(如DNA,RNA或蛋白质)施加亚皮牛顿(pn)到数百皮牛顿(pn)的力,同时具有亚毫秒的响应时间及固有稳定性。AFS技术可在核酸蛋白、药物蛋白和抗原抗体层面上精准分析分子间相互作用,AFS技术可有效助力科学家研究蛋白质结构与功能相互关系,新的生物机制和细胞力学,也可用于研究和识别自由能图,动力学速率和在反应过程中的中间态。

  

规格参数:


    AFS是一个真正的测量单分子的工具,包括一个专用的倒置光学显微镜,射流模块和电子组件,集成在一个小箱体内 (300mm×375mm×200mm)。


■ AFS专用显微镜  ■ 手动XY样品台
单色LED照明
波长660 nm
CFI消色差物镜(可升级)
尼康40x、NA 0.65,WD 0.65mm
校正色差,球面像差,模糊和图像的平坦性
电动Z轴物镜台(可升级)
高性能两相步进微平移台,行程范围5 mm,步长50 nm,亚纳米级的稳定性   
USB 3.0 CMOS摄像头(可升级)
1280×1024像素(像素大小5.3 μm),1.31兆像素
全视场实时并行测量高达60赫兹

微米精度20毫米行程范围
双燕尾导轨,使用户能测量样品内不同的位置
配带有刻度按钮的细牙螺纹轴
信号发生器(可升级)
能承受共振声波达10Vpp(电压峰峰值,在50Ω阻抗下)
可实现10-5 赫兹到千赫兹甚至千赫兹以上频率范围的不同时间尺度的动态力学谱和力的扫描
超越的稳定性和重现性
在14位垂直分辨率下的静态和动态力测量 

     
 AFS芯片  AFS工作站及软件(可升级)
AFS系统包含三种AFS芯片,每个AFS芯片都会提前校准并且给出芯片的共振频率
加载速率范围:10-3 PN / s到104 PN / s
AFS芯片尺寸:35 mm x 15 mm x 1.275 mm
最大加载力:大于200 pN(4.5µm的聚苯乙烯微球,采用电压放大器)
   AFS软件可实时以纳米级分辨率进行测试数以千计的微球。
主要特点:
在25赫兹实时并行三维跟踪60-300个微球
在25赫兹实时并行二维跟踪300-1500个微球
在25赫兹实时跟踪(X,Y)位置精度为2纳米
在25赫兹实时跟踪(Z)位置精度为5纳米
通过参照微球的差值跟踪进行(Z)方向漂移较正
自动对照表校准



 

 DNA-蛋白相互作用的研究

 
 DNA-应力延伸的研究
 
 测定酶的活性
 
 蛋白质去折叠的研究
 
抗原-抗体亲和力的研究 
 
 细胞操控的分析




1.  Harris M J, Anderson L, Raja A, et al. Measuring T‐cell avidity and enrichment using acoustic force‐based technology. The FASEB Journal, 2020

2.  Nguyen A, Brandt M, Betz T. Microchip based microrheology via Acoustic Force Spectroscopy shows that endothelial cell mechanics follows a fractional viscoelastic model. bioRxiv, 2020

3.  Van Rosmalen M G M, Kamsma D, Biebricher A S, et al. Revealing in real-time a multistep assembly mechanism for SV40 virus-like particles. Science Advances, 2020

4.  Cacace T, Memmolo P, Villone M M, et al. Assembling and rotating erythrocyte aggregates by acoustofluidic pressure enabling full phase-contrast tomography. Lab on a Chip, 2019

5.  Marchetti M, Kamsma D, Cazares Vargas E, et al. Real-time assembly of viruslike nucleocapsids elucidated at the single-particle level. Nano letters, 2019

6.  Marchetti M, Kamsma D, Vargas E C, et al. Real-time assembly of an artificial virus elucidated at the single-particle level. bioRxiv, 2019

7.  Kamsma D, Wuite G J L. Single-molecule measurements using acoustic force spectroscopy (AFS)//Single Molecule Analysis. Humana Press, New York, NY, 2018

8.  Kamsma D, Bochet P, Oswald F, et al. Single-cell acoustic force spectroscopy: resolving kinetics and strength of T cell adhesion to fibronectin. Cell reports, 2018

9.  Cacace T, Bianco V, Paturzo M, et al. Retrieving acoustic energy densities and local pressure amplitudes in microfluidics by holographic time-lapse imaging. Lab on a Chip, 2018

10.  Sorkin R, Bergamaschi G, Kamsma D, et al. Probing cellular mechanics with acoustic force spectroscopy. Molecular biology of the cell, 2018

11.  Lin S N, Qin L, Wuite G J L, et al. Unraveling the biophysical properties of chromatin proteins and DNA using acoustic force spectroscopy//Bacterial Chromatin. Humana Press, New York, NY, 2018

12.  Kamsma D, Bochet P, Oswald F, et al. Single-Cell Acoustic Force Spectroscopy (scAFS): Resolving kinetics and strength of T-cell adhesion to fibronectin. 2018

13.  Kamsma D, Creyghton R, Sitters G, et al. Tuning the music: acoustic force spectroscopy (AFS) 2.0. Methods

14.  Sitters G, Kamsma D, Thalhammer G, et al. Acoustic force spectroscopy. Nature methods, 2015


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