Zobrazování fágových částic pomocí AFM mikroskopie

Bc. Simona Zahrádková

Bachelor's thesis

Imaging of phage particles by AFM microscopy

Abstract:

Bakalářská práce se zaměřuje na možnosti zobrazení fágových částic bakteriofága MS2 pomocí metody zvané mikroskopie atomárních sil (AFM). Tato mikroskopie se řadí do široké skupiny tzv. SPM, tj. mikroskopie skenující sondou. Ta je založena na blízkém přiblížení měřicí sondy k povrchu vzorku. Jde o metodu, která je v současnosti stále více využívána pro studium biologických vzorků. V teoretické části je popsána instrumentace běžného AFM mikroskopu, základní princip měření, vybrané měřicí módy a zobrazovací techniky. Dále je zde shrnuto několik základních metod imobilizace biologických vzorků na podložní substrát tak, aby byl vzorek během zobrazování dostatečně pevně uchycen. V poslední kapitole teoretické části jsou zmíněny vlastnosti samotného bakteriofága MS2, souhrnné možnosti zobrazování virových částic a možnosti měření dalších vlastností virových částic pomocí AFM. Experimentální část zahrnuje několik způsobů imobilizace vzorku na zvolený substrát, popis nastavení mikroskopu před měřením a jeho ovládání v průběhu měření. V neposlední řadě jsou v této části uvedena i vyhodnocení získaných obrazů a srovnání s publikovanými daty.

Abstract:

The bachelor thesis is focused on the possibility of phage particles of bacteriophage MS2 imaging with high resolution using atomic force microscopy (AFM). This microscope belongs to a wide range of scanning probe microscopes (SPM), which are based on the close proximity of the probe to the sample surface. SPM based microscopies are widely used in studies of biological samples, as the microscope can be operated in near physiological conditions (liquid environment, elevated temperatures, etc.). The theoretical part describes construction of AFM microscope, the basic principles of measurement, selected measurement modes and imaging techniques. In addition, several basic methods of immobilizing biological samples on the substrate are summarized, as proper fixation of studied sample is an essential requirement for AFM imaging. MS2 bacteriophage is described in a detail in the last chapter of the introduction part. Practical approaches in topographical and nanomechanical imaging of viral particles are described, too. The experimental part is focused on development and optimization of methods for viral particles immobilization on the selected surfaces – muscovite mica was employed here. Basic adjustment and controlling of the AFM , operational parameters prior and during the measurement is shown. Viral particles images obtained with AFM microscope in laboratory atmosphere (dry) as well as in the liquid environment of working buffer create the main part of results part. Size and structure of virions found by AFM is compared with results published by other authors. Finally, the evaluation of acquired images is also included in this section.

Keywords

AFM, mikroskopie atomárních sil, bakteriofág MS2, imobilizace, slída, poly-L-lysin, atomic force microscopy, bacteriophage MS2, immobilization, mica, poly-L-lysine

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 17. 5. 2017

Thesis defence

• Date of defence: 21. 6. 2017
• Supervisor: Mgr. Jan Přibyl, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Physics / Biophysics