Составители:
Рубрика:
Федосов И.В.
59
не для непосредственного захвата биологических клеток используют излучение
лазера с длиной волны 850-1064нм, так как в этой спектральной области по-
глощение света клетками минимально. Тем не менее, следует принимать во
внимание, что очень часто клетки, даже однократно захваченные при помощи
оптического пинцета, оказываются в дальнейшем нежизнеспособными.
Измерение малых сил и перемещений
при помощи оптического пинцета
Простой эксперимент по наблюдению движения частиц в лазерном пучке
привел к открытию градиентных сил и созданию оптического пинцета, способ-
ного захватывать и перемещать прозрачные микроскопические частицы при
помощи лазерного излучения. Но самое главное достоинство оптического пин-
цета заключается в том, что он предоставляет возможность отслеживать поло-
жение захваченного объекта с точностью
до долей нанометра и весьма точно
измерять действующие на этот объект внешние силы порядка 10
-12
нм.
Причем эти измерения выполняются посредством оптического излучения,
без прямого механического контакта с исследуемым объектом, который нахо-
дится, например, в стерильном растворе. Поэтому оптический пинцет незаме-
ним при исследовании механических свойств биологических объектов на моле-
кулярном уровне. С его помощью, в частности, был определен модуль упруго-
сти отдельной молекулы ДНК, исследована
кинематика перемещения РНК по-
лимеразы вдоль нити ДНК при ее копировании и измерены силы взаимодейст-
вия актина и миозина – молекул, ответственных за функционирование мышц.
Для того чтобы исключить влияние интенсивного лазерного излучения на
исследуемые молекулы, к ним прикрепляют биохимическими методами про-
зрачные латексные микросферы, играющие роль своеобразных «ручек», захва-
тываемых
при помощи оптического пинцета. Данный метод исключительно
удобен, так как микросферы прикрепляются (и, следовательно, прикладывают-
ся силы) к строго определенным
участкам молекул.
В основе измерения силы при помощи оптического пинцета лежит точное
измерение смещения частицы относительно удерживающего его лазерного
пучка. В самом простом случае координаты частицы определяют, отыскивая
методами цифровой обработки изображений положение центра изображения
частицы, зарегистрированного при помощи видеокамеры, установленной на
микроскоп. Благодаря большому увеличению микроскопа, этот способ позволя-
ет определять положение частицы в плоскости, перпендикулярной оси микро-
скопа, с точностью до 10 нм. Основной недостаток метода – низкая, не более
100 Гц, частота измерения координат, ограниченная быстродействием видеока-
меры. Так как координаты частицы измеряются в системе отсчета, связанной с
предметной плоскостью микроскопа, то данный метод не позволяет точно оп-
ределять смещение
частицы относительно лазерного пучка в случае, когда сам
пучок движется относительно предметной плоскости микроскопа.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 58
- 59
- 60
- 61
- 62
- …
- следующая ›
- последняя »
