Applications of atomic force microscopy in biophysical chemistry of cells

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 114, Issue 18, 2010, Pages 5971-5982

  Deng, Zhao ^a   Lulevich, Valentin ^a   Liu, Fu Tong ^b   Liu, Gang Yu ^a  

^a UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

^b UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

FEATURE EXTRACTION; OPTICAL CORRELATION; OPTICAL MICROSCOPY; VISUALIZATION;

AFM; CELLULAR MEMBRANES; CELLULAR SIGNALING; CHEMISTRY RESEARCH; CYTOSKELETONS; HIGH-RESOLUTION IMAGING; INTRACELLULAR COMPONENTS; MICROVILLI; NANOMETER RESOLUTIONS; QUANTITATIVE MEASUREMENT; SINGLE CELLS; STRUCTURAL EVOLUTION; STRUCTURAL FEATURE; TIME-DEPENDENT; YOUNG'S MODULUS;

ATOMIC FORCE MICROSCOPY;

EID: 77952171377     PISSN: 15206106     EISSN: 15205207     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp9114546     Document Type: Article

References (97)

1. Florian, J. Nature 1932, 130, 634
2. Ruska, E. Rev. Mod. Phys. 1987, 59, 627
3. Anonymous Lancet 1945, 248, 792
4. McIntosh, J. R. J. Cell Biol. 2001, 153 F25
5. Palade, G. E. J. Histochem. Cytochem. 1953, 1, 188
6. Sabatini, D. D. Trends Cell Biol. 1999, 9, 413
7. Palade, G. E. J. Exp. Med. 1952, 95, 285
8. Porter, K. R. Anat. Rec. 1950, 106, 311
9. Taylor, K. A. J. Microsc. (Oxford, U.K.) 1978, 112, 115
10. Binnig, G.; Quate, C. F.; Gerber, C. Phys. Rev. Lett. 1986, 56, 930
11. Drake, B.; Prater, C. B.; Weisenhorn, A. L.; Gould, S. A. C.; Albrecht, T. R.; Quate, C. F.; Cannell, D. S.; Hansma, H. G.; Hansma, P. K. Science 1989, 243, 1586
12. Ohnesorge, F.; Binnig, G. Science 1993, 260, 1451
13. Muller, D. J.; Buldt, G.; Engel, A. J. Mol. Biol. 1995, 249, 239
14. Butt, H. J.; Downing, K. H.; Hansma, P. K. Biophys. J. 1990, 58, 1473
15. Radmacher, M.; Tillamnn, R. W.; Fritz, M.; Gaub, H. E. Science 1992, 257, 1900
16. Haberle, W.; Horber, J. K. H.; Binnig, G. Force Microscopy on Living Cells 1991.
17. Hofmann, U. G.; Rotsch, C.; Parak, W. J.; Radmacher, M. J. Struct. Biol. 1997, 119, 84
18. Schneider, S. W.; Sritharan, K. C.; Geibel, J. P.; Oberleithner, H.; Jena, B. P. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1997, 94, 316
19. Jena, B. P. J. Cell. Mol. Med. 2004, 8, 1
20. Jena, B. P. Mol. Cells 2008, 26, 517
21. Fritz, M.; Radmacher, M.; Petersen, N.; Gaub, H. E. J. Vac. Sci. Technol. B 1994, 12, 1526
22. Schoenenberger, C. A.; Hoh, J. H. Biophys. J. 1994, 67, 929
23. Rotsch, C.; Braet, F.; Wisse, E.; Radmacher, M. Cell Biol. Int. 1997, 21, 685
24. Ebner, A.; Madl, J.; Kienberger, F.; Chtcheglova, L. A.; Puntheeranurak, T.; Zhu, R.; Tang, J. L.; Gruber, H. J.; Schutz, G. J.; Hinterdorfer, P. Curr. Nanosci. 2007, 3, 49
25. Dufrene, Y. F.; Hinterdorfer, P. Pflugers Arch. 2008, 456, 237
26. Pfister, G.; Stroh, C. M.; Perschinka, H.; Kind, M.; Knoflach, M.; Hinterdorfer, P.; Wick, G. J. Cell Sci. 2005, 118, 1587
27. Burdon, R. H. Biochem. J. 1986, 240, 313
28. Kailas, L.; Ratcliffe, E. C.; Hayhurst, E. J.; Walker, M. G.; Foster, S. J.; Hobbs, J. K. Ultramicroscopy 2009, 109, 775
29. Dufrene, Y. F. Nat. Protoc. 2008, 3, 1132
30. Wadu-Mesthrige, K.; Amro, N. A.; Garno, J. C.; Cruchon-Dupeyrat, S.; Liu, G. Y. Appl. Surf. Sci. 2001, 175, 391
31. Moreno-Herrero, F.; Colchero, J.; Gomez-Herrero, J.; Baro, A. M. Phys. Rev. E 2004, 69
32. Sun, Y. X.; Lin, D. Y.; Rui, Y. F.; Han, D.; Ma, W. Y. J. Electron Microsc. 2006, 55, 165
33. Adamsmair, S.; Ebner, A.; Hinterdorfer, P.; Zagar, B.; Kepler, J. Tech. Mess. 2007, 74, 196
34. Dupres, V.; Menozzi, F. D.; Locht, C.; Clare, B. H.; Abbott, N. L.; Cuenot, S.; Bompard, C.; Raze, D.; Dufrene, Y. F. Nat. Methods 2005, 2, 515
35. Puntheeranurak, T.; Wildling, L.; Gruber, H. J.; Kinne, R. K. H.; Hinterdorfer, P. J. Cell Sci. 2006, 119, 2960
36. Muller, D. J.; Dufrene, Y. F. Nat. Nanotechnol. 2008, 3, 261
37. Kada, G.; Kienberger, F.; Hinterdorfer, P. Nano Today 2008, 3, 12
38. Dufrene, Y. F. Nat. Rev. Microbiol. 2008, 6, 674
39. Albrecht, T. R.; Quate, C. F. J. Appl. Phys. 1987, 62, 2599
40. Xu, S.; Liu, G. Y. Langmuir 1997, 13, 127
41. Muller, D. J.; Schabert, F. A.; Buldt, G.; Engel, A. Biophys. J. 1995, 68, 1681
42. Hansma, P. K.; Cleveland, J. P.; Radmacher, M.; Walters, D. A.; Hillner, P. E.; Bezanilla, M.; Fritz, M.; Vie, D.; Hansma, H. G.; Prater, C. B.; Massie, J.; Fukunaga, L.; Gurley, J.; Elings, V. Appl. Phys. Lett. 1994, 64, 1738
43. Zink, T.; Deng, Z.; Chen, H.; Yu, L.; Liu, F. T.; Liu, G. Y. Ultramicroscopy 2008, 109, 22
44. Kassies, R.; Van der Werf, K. O.; Lenferink, A.; Hunter, C. N.; Olsen, J. D.; Subramaniam, V.; Otto, C. J. Microsc. (Oxford, U.K.) 2005, 217, 109
45. Madl, J.; Rhode, S.; Stangl, H.; Stockinger, H.; Hinterdorfer, P.; Schutz, G. J.; Kada, G. Ultramicroscopy 2006, 106, 645
46. Deng, Z.; Zink, T.; Chen, H. Y.; Walters, D.; Liu, F. T.; Liu, G. Y. Biophys. J. 2009, 96, 1629
47. Horber, J. K. H.; Miles, M. J. Science 2003, 302, 1002
48. Schneider, S. W. J. Membr. Biol. 2001, 181, 67
49. Frankel, D. J.; Pfeiffer, J. R.; Surviladze, Z.; Johnson, A. E.; Oliver, J. M.; Wilson, B. S.; Burns, A. R. Biophys. J. 2006, 90, 2404
50. Pfeiffer, J. R.; Seagrave, J. C.; Davis, B. H.; Deanin, G. G.; Oliver, J. M. J. Cell Biol. 1985, 101, 2145
51. Zou, X.; Block, M.; Lofman, C.; Nilsson, G. J. Allergy Clin. Immunol. 2001, 108, 116
52. Stossel, T. P. Science 1993, 260, 1086
53. Fackler, O. T.; Grosse, R. J. Cell Biol. 2008, 181, 879
54. Jena, B. P. Curr. Opin. Struct. Biol. 2007, 17, 437
55. Jeremic, A.; Kelly, M.; Cho, S. J.; Stromer, M. H.; Jena, B. P. Biophys. J. 2003, 85, 2035
56. Jena, B. P. Ultramicroscopy 2006, 106, 663
57. Brown, D. A. Physiology 2006, 21, 430
58. Magee, A. I.; Parmryd, I. Genome Biol. 2003, 4
59. Lai, E. C. J. Cell Biol. 2003, 162, 365
60. Munro, S. Cell 2003, 115, 377
61. Giocondi, M. C.; Vie, V.; Lesniewska, E.; Goudonnet, J. P.; Le Grimellec, C. J. Struct. Biol. 2000, 131, 38
62. Shevchuik, A. I.; Frolenkov, G. I.; Sanchez, D.; James, P. S.; Freedman, N.; Lab, M. J.; Jones, R.; Klenerman, D.; Korchev, Y. E. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 2212
63. Proksch, R.; Lal, R.; Hansma, P. K.; Morse, D.; Stucky, G. Biophys. J. 1996, 71, 2155
64. Hansma, P. K.; Drake, B.; Marti, O.; Gould, S. A. C.; Prater, C. B. Science 1989, 243, 641
65. Gilfillan, A. M.; Tkaczyk, C. Nat. Rev. Immunol. 2006, 6, 218
66. Rivera, J.; Gilfillan, A. M. J. Allergy Clin. Immunol. 2006, 117, 1214
67. Mousli, M.; Hugli, T. E.; Landry, Y.; Bronner, C. Immunopharmacology 1994, 27, 1
68. Berlin, G. Agents Actions 1984, 15, 482
69. Lagunoff, D.; Martin, T. W.; Read, G. Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 1983, 23, 331
70. Ortner, M. J.; Chignell, C. F. Biochem. Pharmacol. 1981, 30, 1587
71. Bueb, J. L.; Dasilva, A.; Mousli, M.; Landry, Y. Biochem. J. 1992, 282, 545
72. Nishida, K.; Yamasaki, S.; Ito, Y.; Kabu, K.; Hattori, K.; Tezuka, T.; Nishizumi, H.; Kitamura, D.; Goitsuka, R.; Geha, R. S.; Yamamoto, T.; Yagi, T.; Hirano, T. J. Cell Biol. 2005, 171, 177
73. Proksch, R. Appl. Phys. Lett. 2006, 89
74. Parish, C. R. Immunol. Cell Biol. 1999, 77, 499
75. Albillos, A.; Dernick, G.; Horstmann, H.; Almers, W.; de Toledo, G. A.; Lindau, M. Nature 1997, 389, 509
76. Williams, R. M.; Webb, W. W. J. Cell Sci. 2000, 113, 3839
77. Mejillano, M. R.; Kojima, S.; Applewhite, D. A.; Gertler, F. B.; Svitkina, T. M.; Borisy, G. G. Cell 2004, 118, 363
78. Tobacman, L. S.; Korn, E. D. J. Biol. Chem. 1983, 258, 3207
79. Dvorak, A. M. J. Allergy Clin. Immunol. 1994, 94, 1103
80. Sackmann, E.; Duwe, H. P.; Engelhardt, H. Faraday Discuss. 1986, 81, 281
81. Friedrichs, J.; Taubenberger, A.; Franz, C. M.; Muller, D. J. J. Mol. Biol. 2007, 372, 594
82. Lulevich, V.; Zink, T.; Chen, H. Y.; Liu, F. T.; Liu, G. Y. Langmuir 2006, 22, 8151
83. Bowen, W. R.; Hilal, N.; Lovitt, R. W.; Wright, C. J. Colloids Surf., A 1999, 157, 117
84. Lulevich, V.; Yang, H. Y.; Isseroff, R. R.; Liu, G. Y. Ultramicroscopy, 2009, submitted.
85. Landau, L. D.; Lifshits, E. M. Theory of Elasticity, 3rd ed.; Oxford, Pergamon Press: New York, 1965.
86. Mofrad, M. R.; Kamm, R. D., Eds.; Cytoskeletal Mechanics; Cambridge University Press, 2006.
87. Caille, N.; Thoumine, O.; Tardy, Y.; Meister, J. J. J. Biomech. 2002, 35, 177
88. Charras, G. T.; Yarrow, J. C.; Horton, M. A.; Mahadevan, L.; Mitchison, T. J. Nature 2005, 435, 365
89. Karp, G. Cell and Molecular Boilogy; John Willey & Sons Inc.: New York, 2003.
90. Lulevich, V.; Shih, Y. P.; Lo, S. H.; Liu, G. Y. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 6511
91. Peeters, E. A. G.; Oomens, C. W. J.; Bouten, C. V. C.; Bader, D. L.; Baaijens, F. P. T. J. Biomech. 2005, 38, 1685
92. Charras, G. T.; Hu, C. K.; Coughlin, M.; Mitchison, T. J. J. Cell Biol. 2006, 175, 477
93. Lulevich, V.; Andrienko, D.; Vinogradova, O. I. J. Chem. Phys. 2004, 120, 3822
94. Ratanabanangkoon, P.; Gropper, M.; Merkel, R.; Sackmann, E.; Gast, A. P. Langmuir 2003, 19, 1054
95. Caille, N.; Thoumine, O.; Tardy, Y.; Meister, J. J. J. Biomech. 2002, 35, 177
96. Baker, A.; Zidek, L.; Wiesler, D.; Chmelik, J.; Pagel, M.; Novotny, M. V. Chem. Res. Toxicol. 1998, 11, 730
97. Charras, G. T.; Lehenkari, P. P.; Horton, M. A. "Atomic force microscopy can be used to mechanically stimulate osteoblasts and evaluate cellular strain distributions".