Ciencias de la Vida
Espectroscopía FTIR a nanoescala para una amplia gama de materiales biológicos
Imagen de distribución química AFM-IR del cabello humano tomada a 2824 cm⁻1, una banda de absorción común de lípidos.
La investigación en ciencias de la vida está logrando continuamente nuevos descubrimientos debido a la nueva espectroscopia IR a nanoescala. ElnanoIR3proporciona espectroscopia FTIR a nanoescala sin igual, así como mapeo de propiedades químicas, estructurales y mecánicas de una amplia gama de materiales biológicos. Los investigadores que utilizan AFM-IR han generado conclusiones innovadoras en estructuras secundarias proteicas que están vinculadas a la formación de enfermedades. Las aplicaciones incluyen:
- Células, proteínas, bacterias
- Tejido, hueso y cabello
- Bio-materiales y biominerals
- Productos farmacéuticos
- Muestras de madera y plantas
- Películas de biopolímeros
AFM-IR también ha destacado en proporcionar espectroscopia a nanoescala de tejido, hueso, madera, biomateriales, biominerales, productos farmacéuticos y muchos otros tipos de muestras.
Estructura secundaria de proteínas - fibra única
Análisis topográfico, químico y mecánico de una sola fibra de colágeno, mostrando absorción de amida I. Imagen cortesía de EPFL, Suiza.
Estructuras de proteínas
Mapas quimicos infrarrojos AFM y espectros德洛特eínas de Josephin antes de la incubación a 37oC. (a) imagen de altura AFM. Mapa de absorción infrarroja en (b) 1700 cm⁻1 (amida I), (c) 1655 cm⁻1 (amida I), (d) 1300 cm⁻1 (amida III). Barra de escala, 2mm. (e) Espectros infrarrojos. (f) Espectro infrarrojo oligérico medio y desconvolución de estructura secundaria de la banda amida I. Imagen cortesía de F.S. Ruggeri y otros DOI: 10.1038/ncomms8831Leer más
Análisis Químico del Cabello
Distribución de triglicéridos en Stratum Corneum
El estrato córneo es la capa más externa de la piel y se compone de corneocitos, una densa red de proteínas y lípidos intercelulares. AFM-IR se utilizó para mapear la distribución de los lípidos intercelulares del estrato córneo mediante imágenes de la banda de absorción a 1732 cm⁻1 en comparación con la banda de absorción de amida I a 1650 cm⁻1.
Complejo de cosecha ligera II
Complejo de cosecha ligera II. (a) Topografía superficial, (b) mapa de rigidez mecánica y (c) Patrón de absorción de infrarrojos de la lipoproteína multibilayer, registrado simultáneamente en un área de 1x1 m de la muestra, cuyo espesor era de aproximadamente 1,2 m. Los datos que contribuyen al mapa de absorción de infrarrojos se adquirieron a un número de onda de 1650 cm⁻1. Resolución de escaneado: X a 512 puntos, Y a 256 puntos; velocidad de exploración: 0,4 Hz, 8 co-promedios.
Membrana Púrpura
Resonancia mejorada AFM-IR se utilizó para recoger imágenes topográficas y AFM-IR a 1660 cm⁻1 de membranas Halobacterium salinarium. Los espectros IR identifican la estructura α-hélice de la proteína de membrana por la posición de la banda de absorción de amida I.
Monocapas automontadas
Imágenes AFM, imágenes AFM-IR y espectroscopia AFM-IR mejorada de resonancia de una película de isla monocapa de un tiol de éter metilo PEG sobre oro.
Polímero biorrenuevosable
Los espectros IR de polihidroxibutirato (PHB) tratado localmente revelan variaciones en el contenido cristalino/amorfo (estiramientos C-O-C, 1270 cm⁻1).
Hueso
Los espectros AFM-IR revelan variaciones en la concentración de minerales/proteínas desde el interior hasta el exterior de un osteon.
Farmacéutica
AFM-IR se utiliza para estudiar la separación de fase en ingredientes farmacéuticos activos y materiales portadores pasivos en dispersiones de medicamentos. La imagen topográfico AFM (izquierda) muestra la separación de fase de dominios de polivinilpirrolidona (PVP) en una matriz de dextran que se identifican fácilmente por los espectros AFM-IR (derecha).
Madera
El análisis químico de la madera utilizando AFM-IR proporciona información química de alta resolución espacial de compuestos de madera, tratamientos de preservación y madera transgénica para biocombustibles. Una imagen topográfico AFM (izquierda) de una muestra de madera seccionada y espectros AFM-IR (derecha) muestran variación en la relación de lignina y celulosa entre la pared celular y las lamelas medias.
Imágenes químicas de Subcelauar
Se observan espectros de absorcion当地de una celula cancerosa donde se observan cambios sutiles en las bandas de amida I y II (1648, 1536 cm⁻1) junto con su contenido de lípidos/triglicéridos (1732 cm⁻1).
Imágenes químicas de Subcelauar
Topografía superficial (izquierda) de la estructura interna de las bacterias estreptomyces. Imagen de la distribución de la vesícula lipídica a través de la banda de absorción de triglicéridos (centro). Espectros AFM-IR de las bacterias (azul) y vesículas (negro), identificando bandas de ésteres de carbonilo en ambos puntos de espectro (derecha). Tamaño del escaneado: 20 m x 10 m. Lett., 5 (4) 654–658 (2014).
