La microscopie à force atomique

BioMeca étudie vos échantillons biologiques avec la microscopie à force atomique BioMeca étudie vos échantillons biologiques avec la microscopie à force atomique

La microscopie à force atomique, la solution à très haute précision

Nos microscopes combinés à notre expertise, la meilleure solution à vos besoins analytiques

  • Des détails nanostructuraux
  • Des mesures de propriétés physiques
  • Des études de grands échantillons biologiques (tissus, cellules) jusqu’à des molécules individuelles à résolution sub-moléculaire (collagène, ADN, protéines, etc.).

La microscopie à force atomique utilise des leviers flexibles (cantilevers), assimilés à des ressorts, pour mesurer des forces entre une sonde (la pointe AFM), fixée à l’extrémité du levier, et à la surface de l’échantillon. De ce fait, son principe repose sur la force locale entre la surface et la pointe est traduite par la déformation (déflexion) du levier. En outre, un laser, situé sur le dessus du levier, se réfléchit sur les photodiodes du détecteur et fournit des informations précises sur la déflexion du levier.

Levier flexible

Ainsi, en biologie, la microscopie à force atomique est utilisée pour :

  • son pouvoir résolutif en imagerie
  • imager des surfaces de topographie à l’échelle nanométrique
  • caractériser l’aspect mécanique de cellules ou tissus via la mesure du module élastique
  • réaliser les mesures in situ et dans des conditions quasi-physiologiques (contrôle du milieu, de la température, etc.)

Le module élastique, exprimé en Pascal (Pa) décrit la rigidité d’un matériau (cellule ou tissu). C’est pourquoi, plus sa valeur est haute, plus le matériau est rigide.

Les mesures de surface

Topographie et mécanique

BioMeca a mis au point une approche innovante permettant d’extraire les mesures de surface (topographie) et de localiser les zones d’intérêt avec des images hautement résolutives. Aussi, ces images sont obtenues en mode contact.

Par ailleurs, un autre mode de microscopie à force atomique, appelé Quantitative Nanomechanical Mapping (QNM) permet de corréler la topographie à des données de force.

 

mesures de surface

A : image optique de peau humaine B: topographie de la même peau acquise en mode contact de l’AFM

C : image de topographie additionnée des données mécaniques obtenues en mode QNM de l’AFM

Imagerie Haute Résolution 2D et Reconstruction 3D

Par sa résolution à l’échelle nanométrique, la technologie BioMeca offre une solution unique pour de multiples applications :

  • Interaction drogue/polymère
  • Réponse morphologique des membranes aux nanoparticules
  • Propriétés structurales des membranes avant/après addition de principes actifs
  • Morphologie d’anticorps
  • Etc.

Imagerie haute résolution et reconstruction

A : image optique d’une cryocoupe de peau B : topographie en mode contact (topographie + adhésion) C : image haute

résolution du réseau de collagène dans le derme D : reconstruction 3D de la zone par une approche mécanique développée par BioMeca

(BioMeca Analysis v3.1®) 

Cartographie 3D et analyses multicouches

L’acquisition d’images 3D en microscopie confocale associée à la cartographie du module élastique obtenue avec l’AFM permet une analyse multicouches.

Cartographie et analyses multicouches

A : image d’explant de peau en confocale A’ : extraction d’une section 3D de la zone B : module élastique moyen de la zone

Extraction des données métriques et reconstruction 3D d’un organe

Mecametrix® développé par BioMeca permet une modélisation en 3D d’un organe avec des données issues du confocal ainsi que l’extraction de volume cellulaire ou de surface de contact.

Extraction des données métriques et reconstruction d'un organe

A : représentation d’un explant de la zone acquise au confocal B : extraction d’une zone d’intérêt et reconstruction 3D