物理科技生物学-PHYICA

原子力和你诉说爱显微镜揭示了细菌膜泡的高度异质性

纳米技术 2022-03-18 23:58:10

金泽大学 细菌细胞和细胞外膜泡的扫描电镜图像

(二)利用原子力显微镜相位成像观察微血管的示意图

(三)利用原子力显微镜相位成像绘制微血管的物理性质

MVs的色标范围从“非粘性/坚硬”(红色球体)到“粘性/柔软”(绿色球体)

学分:金泽大学 细菌活动的一个方面是产生所谓的细胞外膜小泡(MVs):包裹在脂质双层膜中的生物“包”,例如携带遗传物质

除了具有特定的生物学功能外,微脉管系统越来越多地用于纳米生物技术应用,包括药物输送和酶转运

为了更好地理解涉及多孔硅的过程,充分理解它们的物理性质是至关重要的

特别是,由单一类型细菌释放的囊泡的异质性程度是一个重要的点

现在,金泽大学的阿兹马·陶卡、筑波大学的野村信彦和他的同事们已经解决了这个问题,并证明了四种细菌膜泡中一种以前未被认识到的物理异质性

研究人员应用相位成像原子力显微镜(AFM)来研究由大肠杆菌产生的微血管的物理性质

大肠杆菌

铜绿假单胞菌

脱氮细菌和细菌

微小

在相位成像原子力显微镜中,用纳米大小的振荡悬臂尖端“敲击”样品;与自由振荡相比,观察到的尖端振荡延迟提供了由于与样品表面的相互作用而导致的能量耗散的量度

这种耗散反过来又与表面的物理性质有关,包括粘附性、弹性和摩擦,其变化是由成分差异引起的

陶卡、野村证券和他的同事记录了许多微血管的相位图像,并对微血管进行了颜色编码,范围从“非粘性/硬”(低粘性、弹性和/或摩擦)到“粘性/软”(高粘性、弹性和/或摩擦)

通过对这些地图的分析,科学家们发现了MVs物理特性的高度多样性

他们检查了地图在成像过程中是否发生了变化;物理性质在时间上是稳定的,因此多样性可以被认为是MVs的内在特征

研究人员发现,物理异质性是由生物因素引起的,因为MV大小和相移不相关

此外,他们观察到不同类型的细菌形成具有不同物理性质分布的微生物

最后,科学家们认为,观察到的高度不均匀性反映了微血管的化学成分是不均匀的

陶卡、野村和他的同事们的工作不仅对不同细菌产生的微脉管系统的性质提出了重要的见解,还展示了相移原子力显微镜作为生物囊泡工具的能力

引用研究人员的话:“预计使用这些尖端技术进行纳米物理测绘将有助于为细菌微血管的未发现本质提供进一步的详细信息,并阐明支持其功能的分子机制

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