AFS声力谱仪声镊应用案例

1、AFS声力谱仪（声镊）应用案例高精度力学及长度测量AFS 是对单个生物分子进行高精度力学测量的理想工具。我们在此通过对单个使用 AFS的跟踪软件测量其长度来证明AFS的高测量精度。本实验是在被拴在链霉亲和素包裹的聚苯乙烯微球（直径4.5 m）上的单个进行的。DNA 分子不同张力程度及DNA 分子（长度8.4 kbps）上用测量之前已生成的对照表来跟踪微球的高度可达纳米精度。测量过程中，我们将驱动电压的（正负峰间）幅度从0 Vpp 增加到 2.1 Vpp，相应的声学力从0 pN 增加到15.8 pN。AFS软件能实时确定在各种力作用下的DNA 长度，以此来探测生物活动，如蛋白质-DNA 的相互作

2、用。具有 14 位垂直分辨率的信号发生器产生的亚皮牛顿（pN）精度的恒声学力具有数小时的稳定性和亚毫秒的响应时间。1电压0 Vpp声力学0 pN伸长精度205.1nm(st.dev.60Hz)2电压0.6 Vpp声力学1.3 pN伸长精度18.5nm(st.dev.60Hz)3电压1.5 Vpp声力学8.1 pN伸长精度14.0nm(st.dev.60Hz)4电压2.1Vpp声力学15.8pN伸长精度12.7nm(st.dev.60Hz)并行测量力学性能AFS拥有强大独特的功能，能够以高度并行的方式实现单分子的测量。因为在很多情况下由热扰动引起的复杂状态及随机的个别状态需要在单个实验中同时测量

3、得到，而 AFS并行测量功能恰好实现了此要求，这是非常关键的。在这个单分子的拉力实验中， 通过并行测量得到了20 个 DNA 分子的力学参数。力 -拉伸长度曲线20 个独立 DNA 分子的并行拉伸曲线。我们将张力从0.1 pN增加到 48 pN 来记录力学 -拉伸长度曲线。在一个可视区里同时并行地获得曲线。单分子多数量力学测量功能，可以应用到不同的实验如蛋白质和RNA 伸展和核酸酶处理。高数据量的键断裂测量统计分析和高数据量采集对于抗体 -抗原相互作用的表征是至关重要的。由于 AFS 多数量分子测试的能力，大量的键可以并行测试，大大减少了测量时间。这个实验展示了AFS 能够在单个测量实验中获取

4、一个完整的251 个单分子Dig: anti-Dig 键断裂力分布。断裂力柱状图251 个 Dig:anti-Dig 键，拉伸载荷率为 2.3 pN/s ，每 Dig:anti-Dig 键的断裂力记录下来并绘制成一个断裂力柱状图。此柱状图在相同条件下的单个实验中得到，保证实验的可靠性和重现性。AFS能够应用加载速率跨越几个数量级（ 10-4 PN / s 到 103PN / s），使之成为高度并行测量动态力学谱的理想工具。基于 AFS技术的细胞操纵AFS技术为科学家提供了来操纵任一物质的独一无二能力，与悬浮的液体介质相比，密度不同。通过这个方法，力不仅可以作用于合成微球，也能作用于活体物质本身

5、。在此，我们用AFS 模块施加力于神经母细胞瘤细胞，并在商售的徕卡共焦显微镜（徕卡 TCS SP8）下观察。成像平面与声学节点放置位置一致， 大概在 AFS芯片底部表面以上 40 微米左右。一旦启用声场，荧光标记的细胞被迅速推离表面进入到声学节点，并且呈现在成像平面。当声力停止时，细胞由于重力原因下降，逐渐从荧光图像中消失。通过直接作用力于细胞这一能力，针对细胞生物学研究，AFS有非常大潜力，例如细胞粘附，细胞运动和细胞分化等研究。解除力施加力0s1s2s3s4s5s6s7s测量 RNA 聚合酶活动机制AFS 其自身功能多样化和力稳定性的设计使其成为研究DNA分子的活动规律和机制的理想工具，涵盖亚秒到小时的时间量程。 RNA 聚合酶的活动通常具有复杂性：其正常工作机制往往被不同性质的事件中断。在这个实验中，DNA 分子和被处理过的大肠杆菌聚合酶复合被固定在 AFS 芯片表面。聚苯乙烯微球表面粘附能够使 DNA 分子延伸的大肠杆菌 RNA 聚合酶。一旦开始转录和复制，通过实时测量DNA 的延伸，能够精确检测每个大肠杆菌聚合酶分子的活动，多个大肠杆菌 RNA 聚合酶的活