La microscopie à force atomique à grande vitesse (HS-AFM) est une technique d’imagerie 1,2,3,4 qui se développe rapidement. Il fonctionne à des vitesses qui permettent aux chercheurs de visualiser les interactions biomoléculaires en temps réel 5,6,7,8,9. Le tapping hors résonance photothermique (PORT) est un mode d’imagerie hors résonance similaire au tapping de force de crête10,11, au mode de force pulsée12,13 ou au mode de saut14. Cependant, plutôt que d’osciller verticalement le scanner, PORT oscille verticalement uniquement le cantilever grâce à un laser d’excitation focalisé sur le cantilever (généralement près du point de serrage). Le porte-à-faux se déforme en raison de l’effet bimorphe : un laser d’excitation modulé en puissance chauffe périodiquement le porte-à-faux revêtu, qui se plie en raison des différents coefficients de dilatation thermique du porte-à-faux et des matériaux de revêtement15. Le cantilever et le chauffage de l’échantillon peuvent être minimisés en utilisant un laser d’entraînement qui est périodiquement éteint et rallumé pendant chaque cycle d’oscillation, plutôt que d’utiliser un entraînement sinusoïdal complet5.
L’ADN a été utilisé pour former des motifs biologiquement pertinents, structurellement intéressants et biochimiquement utiles pendant un certain nombre d’années16, 17, 18, 19, 20. De plus, il a été démontré que les structures de l’ADN sont parfaitement adaptées pour caractériser la qualité d’imagerie AFM21 et pour évaluer l’effet de pointe de l’AFM22 à grande vitesse. Les étoiles à trois points d’ADN à extrémité arrondie (3PS) sont devenues pratiques en tant que système modèle programmable pour étudier l’organisation supramoléculaire de molécules de structure similaire dans des systèmes biologiques autrement complexes19. Auparavant, l’auto-assemblage des réseaux formés par des monomères d’ADN trimérique à extrémité émoussée était suivi via HS-AFM23. Finalement, ceux-ci s’organisent en grands réseaux d’ordre hexagonal. Ici, l’auto-assemblage d’étoiles à 3 pointsd’ADN 19 est imagé avec la technique PORT à des vitesses de balayage suffisamment rapides pour suivre l’auto-assemblage et ses mécanismes de correction24 tout en assurant une perturbation minimale du processus ou des dommages à l’échantillon. Comme pour tout mode HS-AFM, il y a un compromis entre la qualité d’image réalisable, la vitesse d’imagerie et la perturbation indésirable de l’échantillon. En choisissant le bon compromis, on peut mieux comprendre les modèles d’auto-organisation des assemblages supramoléculaires. Ce protocole utilisera donc une configuration similaire avec DNA 3PS comme système modèle pour optimiser les paramètres spécifiques à PORT. Cela permettra de fonctionner à des vitesses d’imagerie rapides avec des tailles de balayage suffisamment grandes tout en minimisant les dommages aux échantillons.