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了解單分子層面復雜的生物過程是預防和治療癌癥及其他疾病的關鍵，聲學力譜儀作為即時可用的單分子檢測儀器，實現了活體測量技術的突破以及分子水平上相互作用的成像。
AFS單分子聲力譜儀（聲鑷）技術
聲學力譜（AFS），是一種用于高度并行操縱單分子的方法。AFS單分子聲力譜儀是款商業化的獨立儀器，包括一個易于操作和測量的智能化專業顯微鏡。AFS技術是采用功能強大而成本低廉的芯片裝置，能夠高精度施加力同時對數千個生物分子進行檢測。
AFS單分子聲力譜儀（聲鑷）原理
AFS技術由玻璃微流控芯片和透明的壓電變換器構成來產生共振聲波。AFS芯片上的聲波（超聲波）可同時并行地在數千個生物分子（如DNA，RNA或蛋白質）施加亞皮牛頓（pn）到數百皮牛頓（pn）的力，同時具有亞毫秒的響應時間及固有穩定性。
AFS作為一個理想的工具在核酸蛋白、藥物蛋白和抗原抗體層面上破譯分子間相互作用的詳情。AFS技術能夠使科學家研究蛋白質的結構與功能相互關系，新的生物機制和細胞力學，也可用于研究和識別自由能圖，動力學速率和在反應過程中的中間態。
AFS作為一個高度集成化的系統，包括倒置光學顯微鏡與軟件、工作站及相關電子器件，用戶界面友好，操控方便。
AFS單分子聲力譜儀（聲鑷）主要技術特點：
微流控芯片實驗室技術（Lab-on-Chip）
單分子操縱
高度并行
亞毫秒響應時間
固有穩定性
安全和友好的用戶界面
高性價比
AFS單分子聲力譜儀（聲鑷）的多功能設計
AFS作為一個高度靈活的單分子檢測儀器，其顯微鏡平臺給用戶定制和個性化需求提供了多重選擇。
通過在200毫米、150毫米、75毫米和50毫米不同鏡筒透鏡安裝距離來改變光學放大倍數
可拆卸側板便于對光學路徑的簡單調整
標準25毫米網格便于外部安裝射流功能的組件（如注射泵）
特殊設計能夠快速簡單連接外部放大器
專用芯片底座能夠使射流和電子連接安全地接到AFS芯片、簡單快速地固定或重新固定
滑動裝置用于準確定位和鎖定物鏡上的樣品
配裝夾具以確保工作臺上流體組件的固定，以便實現多種流動形式，如重力或注射器驅動的流動
AFS單分子聲力譜儀（聲鑷）的應用
應用包括：動態力譜、恒力測試、力-距離曲線、生物聚合物力學、鍵斷裂、微流變學、細胞力學、水凝膠力學性能
AFS單分子聲力譜儀（聲鑷）高精度力學及長度測量
AFS是對單個生物分子進行高精度力學測量的理想工具。我們在此通過對單個DNA分子不同張力程度及使用AFS的跟蹤軟件測量其長度來證明AFS的高測量精度。
本實驗是在被拴在鏈霉親和素包裹的聚苯乙烯微球（直徑4.5μm）上的單個DNA分子（長度8.4 kbps）上進行的。
用測量之前已生成的對照表來跟蹤微球的高度可達納米精度。
測量過程中，我們將驅動電壓的（正負峰間）幅度從0 Vpp增加到2.1 Vpp，相應的聲學力從0 pN增加到15.8 pN。AFS軟件能實時確定在各種力作用下的DNA長度，以此來探測生物活動，如蛋白質-DNA的相互作用。
具有14位垂直分辨率的信號發生器產生的亞皮牛頓（pN）精度的恒聲學力具有數小時的穩定性和亞毫秒的響應時間。
AFS單分子聲力譜儀（聲鑷）并行測量力學性能
AFS擁有強大獨特的功能，能夠以高度并行的方式實現單分子的測量。因為在很多情況下由熱擾動引起的復雜狀態及隨機的個別狀態需要在單個實驗中同時測量得到，而AFS并行測量功能恰好實現了此要求，這是非常關鍵的。在這個單分子的拉力實驗中，通過并行測量得到了20個DNA分子的力學參數。
力-拉伸長度曲線
20個獨立DNA分子的并行拉伸曲線。我們將張力從0.1 pN增加到48 pN來記錄力學-拉伸長度曲線。在一個可視區里同時并行地獲得曲線。單分子多數量力學測量功能，可以應用到不同的實驗如蛋白質和RNA伸展和核酸酶處理。
高數據量的鍵斷裂測量
統計分析和高數據量采集對于抗體-抗原相互作用的表征是至關重要的。由于AFS多數量分子測試的能力，大量的鍵可以并行測試，大大減少了測量時間。
這個實驗展示了AFS能夠在單個測量實驗中獲取一個完整的251個單分子Dig:: anti-Dig鍵斷裂力分布。
斷裂力柱狀圖
251個 Dig::anti-Dig 鍵，拉伸載荷率為2.3 pN/s，每 Dig::anti-Dig 鍵的斷裂力記錄下來并繪制成一個斷裂力柱狀圖。此柱狀圖在相同條件下的單個實驗中得到，保證實驗的可靠性和重現性。AFS能夠應用加載速率跨越幾個數量級（10-4 PN / s到103 PN / s），使之成為高度并行測量動態力學譜的理想工具。
AFS單分子聲力譜儀（聲鑷）規格參數
AFS是一個真正的測量單分子的工具，包括一個專用的倒置光學顯微鏡，射流模塊和電子組件，集成在一個小箱體內（300mm×375mm×200mm）。
AFS專用顯微鏡
單色LED照明
波長660 nm
CFI消色差物鏡（可升級）
尼康40x、NA 0.65，WD 0.65mm
校正色差，球面像差，模糊和圖像的平坦性
電動Z軸物鏡臺（可升級）
高性能兩相步進微平移臺，行程范圍5 mm，步長50 nm，亞納米級的穩定性
USB 3.0 CMOS攝像頭（可升級）
1280×1024像素（像素大小5.3 μm），1.31兆像素
全視場實時并行測量高達60赫茲
手動XY樣品臺
微米精度20毫米行程范圍
雙燕尾導軌，使用戶能測量樣品內不同的位置
配帶有刻度按鈕的細牙螺紋軸
信號發生器（可升級）
能承受共振聲波達10Vpp（電壓峰峰值，在50Ω阻抗下）
可以實現10-5 赫茲到千赫茲甚至千赫茲以上頻率范圍的不同時間尺度的動態力學譜和力的掃描
超越的穩定性和重現性
在14位垂直分辨率下的靜態和動態力測量
AFS單分子聲力譜儀（聲鑷）芯片
AFS系統包含三種AFS芯片，每個AFS芯片都會提前校準并且給出芯片的共振頻率
加載速率范圍：10-4 PN / s到103 PN / s
AFS芯片尺寸：45 mm x 15 mm x 1.275 mm
加載力：大于200 pN（4.5μm的聚苯乙烯微球，采用電壓放大器）
全新的AFS芯片設計
我們將不斷地改進AFS芯片。與AFS用戶密切合作，提高芯片的性能、功能和可用性。
