布鲁克NanoTracker 2模块化力感应光镊和光学捕集平台

这个新系统用于检测最小的力并以最高精度操纵粒子或分子。 扫描头中的特殊激光稳定装置和新设计的检测电子装置保证了非常低的噪音水平。 此外，激光束路径的紧凑折叠设计使该系统不受漂移的影响。

双光束或多光束的配置，粗略地和特别精确地样品定位的组合解决方案，为用户带来了灵活性。 多种光束转向选项，包括新设计的枢轴点压电驱动镜和快速声光偏转器（AODs），完美地满足任何应用的要求。

除了包含一个定制的闭环压电样品台选项的样品定位控制，捕集器也可以在三维中单独操纵样品。 此外，两个捕集器的激光功率可以独立控制。 这种自由度满足宽泛的实验测定和几何形状的要求。

这两个捕集器是通过偏振分裂从一个激光源产生，并且全时可用。 这使得该系统具有超稳定的抗漂移能力。

NanoTracker 2的新后焦平面干涉检测单元为每个捕集器配备了单独的检测器，由独立的二极管来检测捕集bead的横向（XY）和轴向（Z）位移。

这种检测方法与软件控制的调光过滤器结合，允许检测器在全部动态范围使用，对于任何选定的beads类型、激光强度和捕集器分裂比都能实现最高的灵敏度。

对于精准的力测量来说，重要的是精准的捕集器校准，最低的位置噪声和大视野下平坦的捕集器硬度曲线。 新的精准而灵活的一键式捕集器校准程序不受bead大小和介质粘度的影响。 检测中捕集器信号之间的交叉干扰大大减少了。

单分子和生物高分子

DNA弹性测量[1]和在力钳模式下Ds-DNA在两个捕集珠间的拉伸[2] 。

·        分子内弹性与蛋白质折叠动力学

·        机动蛋白追踪

·        DNA/RNA机械学

·        蛋白质-DNA结合

·        纳米孔和三维聚合物网络探测

细胞与颗粒的相互作用和感染研究

·        膜组织（如脂质筏）

·        跨膜过程，贩运

·        细胞内力

·        受体-配体实验

·        细胞力学和细胞运动

·        膜拴的动态变化

·        细胞和凝胶的微流变学

图片显示了用于活细胞实验的JPK PetriDishHeater，CHO细胞被光学捕获的蛋白质涂层珠子拉动[1]，以及相应的力与距离图[2] 

细胞与颗粒的相互作用和感染研究

MDCK细胞接近和缩回羧基涂层聚苯乙烯珠的明视野图像[1]和相应的力与距离图[2]。 单一病毒力测量：病毒包覆的珠子向细胞移动，直到接触，然后缩回[3]（摘自C. Sieben et al., PNAS 2012, vol. 109 pp. 13626-31）.

·        跟踪病原体与宿主的互动和逃逸力

·        细菌和病毒的粘附力

·        局部基因或药物输送

·        入口机制研究

·        纳米毒性和内吞作用研究

先进测试

四个由多路捕集器夹持的2微米聚苯乙烯珠子的明视场图像[1]，以及在粘性阻力实验中获得的力的测量，其中压电体以100微米/秒的恒定速度摆动[2]。 陷阱体积中1微米的二氧化硅颗粒的热运动图[3]。

·        复杂的光学陷阱几何形状

·        光学引导和人工晶体的建立

·        局部场增强和拉曼/SERS应用

·        布朗运动追踪，光子力显微镜（PFM）

·        胶体和聚合物网状结构的力探测

·        视频级粒子跟踪和光学光谱学

精确的捕集校准

准确的力测量需要精确的疏水阀校准。
NanoTracker 2 提供：

• 一键式疏水阀校准

• 在大视场范围内具有最低的位置噪声和一致的捕集刚度 

尖端电子产品

NanoTracker 2 的稳定性、纳米级精确位置精度和最低噪声水平的核心是高性能电子控制单元。

可以使用 TTL 信号集成或触发外部设备，例如先进的相机、光谱仪和探测器（例如 PMT 或 APD）。

高带宽控制器确保实时数据采集、反馈和响应——这对于力钳实验和粒子运动的灵敏控制至关重要。

直观的软件

NanoTracker 2 简单、灵活且用户友好的软件提供：

• 快速、直观地控制所有电动组件，例如物镜、样品台和注射泵

• 用于自动化实验工作流程的可编写脚本的软件界面。适合初学者和有经验的用户

• 功能强大的 DataProcessing 软件，具有单分子力谱（蠕虫状链、自由连接链等）和步进拟合程序模型
  

安全设计

NanoTracker 2 是经过认证的 1 类激光产品，适用于多学科环境。不需要指定的激光实验室。

• 无需特定的激光安全培训

• 适用于生物实验：所有组件均不受液体影响

高级功能

广泛的附加组件、附件、实验模式和功能极大地扩展了可能的应用范围。这些包括：

点和陷阱功能：
无缝集成“实时”光学图像，便于控制陷阱位置

绝对力谱：
通过以用户指定的速度和方向移动捕集器或样品来执行力距离实验

斜坡设计器：
用于定制的力谱实验，例如力斜坡和力夹

CalibrationManager：
一键校准疏水阀刚度和位置检测系统

ExperimentPlanner 模块：
轻松设计定制的实验例程和自动化脚本

光学图像的精确校准：
实现高度精确的陷阱定位

用于单分子应用的层流池 （LFC）

多通道 LFC是一种基于盖玻片的流体池，具有层流灌注能力。它是多组分样品或多步骤实验的理想选择。功能包括：

• 多达五个独立的输入通道、一个输出通道和可变通道高度

• 用于自动流体流动和交换的软件控制注射泵

• 样品加热至45 °C

与 AFM （OT-AFM） 组合

NanoTracker 2 可以通过OT-AFM 连接器载物台.

该设置将光镊的 3D 定位和作功能与 AFM 的高分辨率成像、力检测和表面特性表征功能相结合，开辟了全新的应用范围：

• 能够测量同一样品上 500 fN 至 1mN 范围内的力

• 将 OT-AFM 与光学技术（例如 TIRF 和共聚焦显微镜）相结合，以进行全面的样品分析

免疫信号传导 - 细胞粘附实验：细胞粘附实验 OT-AFM 组合用于细胞间接触（调节性 T 细胞和齿状细胞）的时空作 （OT） 以及分析细胞间相互作用（常规 T 细胞）与 AFM。

高级应用

活细胞应用

先进的环境控制选项允许在接近生理条件下研究活细胞：

• 研究感染、免疫反应和细菌/病毒/纳米颗粒摄取过程的机制。量化细菌-细胞或病毒-细胞粘附力和相互作用力

• 进行膜系绳拉动和细胞压痕实验

• 量化活细胞的机械性能、粘附力和动态机制

• 研究蛋白质-配体结合事件

• 使用功能化颗粒或修饰微生物触发细胞反应

• 研究细胞间、细胞表面或细胞基质相互作用

通过压电精密样品移动和力传感进行多膜系绳拉动实验，> 100 pN 和力-距离曲线。

细胞作

除了施加和测量力外，NanoTracker 2 还可用于直接通过光学陷阱纵细胞：

• 对细胞进行分类、变形、重新定位或拉伸

• 纵活细胞内的颗粒或细胞器

微流变学应用

NanoTracker 2 能够研究各种样品的微流变特性，例如细胞、软物质或凝胶。

• 量化软材料、生物物质和乳液的粘弹性和机械行为

• 在精密系统中执行无损、高灵敏度的测量

• 收集高达 7.5 MHz 的磁珠运动频谱

• 高功率激光选项（高达 10W），用于在高粘度环境中进行高级粘弹性测量

两颗与红细胞结合的珠子用于动态拉伸红细胞。

单分子力学

NanoTracker 2 的高空间、时间和力分辨率提供了研究单分子力学和分子内力所需的精度和稳定性。

以亚纳米、亚 pN 和 μs 分辨率进行作实验，同时执行可重复的标准化实验。

两个 DNA 分子的复杂排列。通过多重和荧光成像研究 DNA-蛋白质相互作用。

3D跟踪

被动和主动 3D 跟踪（也称为力或位置钳制）是用于研究运动蛋白、细胞膜运输、结合事件和 DNA-聚合酶相互作用的加工性和力产生的两种主要工具。

dsDNA 被束缚在两个光学捕获的珠子之间。一个陷阱是可纵的，可以精确拉伸 DNA。

NanoTracker 2的力夹紧功能通过反馈系统对样品施加力，该力保持恒定。这使研究人员能够研究分子对特定力的响应 - 可用于研究展开或重新折叠事件。

PBS缓冲液中λ噬菌体dsDNA的力-距离曲线。

主要特点

·        具有飞牛灵敏度和亚纳米精度的三维力测量

·        最高的稳定性和最低的噪音水平，实现最精确的测量

·        同时进行荧光成像

·        强大、灵活的控制和数据分析软件

·        一级激光认证

·        灵活的模块化设计，应用范围从单分子到活细胞

技术参数

操作模式

·        三维粒子跟踪

·        点式和捕获式，便于捕获定位

·        基于功率谱的在线校准

·        先进的力谱分析，包括使用新的JPK RampDesigner的力钳和力斜坡。

·        主动和被动力谱成图

·        显微流变学模式

·        光学分选

·        陷波器震荡

·        三维陷波器阵列的复用

·        线形捕集器和圆形捕集器

·        微流变控制

·        纳米组装

·        光学Z型堆叠

先进的光学显微镜模式

•    明视场透射照明（标准）

•    透射式差分干涉对比（DIC）（标准）

•    外延式荧光显微镜（标准）

•    拉曼光谱学

•    TIRF显微镜

•    共聚焦显微镜

•    FRET显微镜及更多