Microscopia de la Conductancia del Ión (ICM) - Un Nuevo Capítulo en el Estudio de Células por los Sistemas del Parque

Temas Revestidos

Sobre Sistemas del Parque
Proyección De Imagen sin contacto y Nanoscale Electroscopy del En-Líquido
Microscopia Atómica de la Fuerza (AFM) en Biología
Microscopia de la Conductancia del Ión
Proyección De Imagen Viva de la Membrana Celular Con SICM
Estímulo y Supervisión Localizados Apuntados de la Actividad Celular
Nueva Solución de la Bio-Convergencia, XE-Bio

Sobre Sistemas del Parque

Los Sistemas del Parque son el arranque de cinta Atómico de la tecnología (AFM) del Microscopio de la Fuerza, proporcionando a los productos que dirigen los requisitos de toda la investigación y aplicaciones industriales del nanoscale. Con un diseño único del analizador que permita la proyección de imagen Sin contacto Verdadera en ambientes del líquido y de aire, todos los sistemas son totalmente compatibles con un filete muy largo de opciones innovadoras y potentes. Todos Los sistemas son fácil-de-uso, exactitud y durabilidad diseñados en mente, y proveen de sus clientes los recursos finales para el meetiong todas las necesidades presentes y futuras.

Jactándose la historia más larga de la industria del AFM, la cartera completa de los Sistemas del Parque de productos, el software, los servicios y la experiencia es correspondida con solamente por nuestra consolidación a nuestros clientes.

Proyección De Imagen sin contacto y Nanoscale Electroscopy del En-Líquido

La célula es el bloque hueco fundamental que es la base de todos los sistemas biológicos. Los esfuerzos Incontables se han hecho de diversos campos de la ciencia y de la tecnología de entender mejor este sistema complejo. Ahora, estamos abriendo un nuevo capítulo en el estudio de células introduciendo la Microscopia de la Conductancia del Ión (ICM), un descubrimiento tecnológico verdadero. Así como diversas técnicas ópticas de la microscopia, este adelanto tecnológico proporcionará a una oportunidad única y sin precedente en biología celular activando el estímulo localizado apuntado y la supervisión no destructiva de la actividad celular hasta ahora inaccesibles a otras técnicas analíticas.

Microscopia Atómica de la Fuerza (AFM) en Biología

Aunque la resolución de la nanómetro-escala se pueda lograr por microscopia electrónica (EM), las muestras se deben congelar, reparar, secar, y tramitar antes de proyección de imagen del microscopio electrónico, y los cambios morfológicos que resultan de tal tramitación de la muestra han sido siempre una preocupación importante por cualquier estudio del EM. AFM, ideado originalmente para la ciencia material, recibido una cierta atención temprana para sus capacidades biológicas potenciales de la proyección de imagen. Sin Embargo, es la capacidad medir fuerzas según lo indicado por la desviación del voladizo del AFM que la ha puesto en prominencia en la agrimensura de las propiedades mecánicas de las superficies biológicas de la muestra. A lo largo del camino, las diversas técnicas de proyección de imagen fueron desarrolladas para estudiar las estructuras biológicas y las funciones incluyendo la aguja material-montada inerte para la proyección de imagen viven las células sumergidas en soluciones tampón fisiológicas así como el AFM conjuntamente con la espectroscopia óptica. Actualmente, la tecnología del AFM está agregando rápidamente nuevas capacidades para detectar diversas propiedades físicas y para manipular entidades biológicas en el nanoscale.

Microscopia de la Conductancia del Ión

Independientemente, una diversa tecnología de SPM fue desarrollada por Hansma y otros en 1989, ofreciendo una capacidad líquida sin contacto notable de la proyección de imagen. En microscopia de la Conductancia del Ión (ICM o SICM para las siglas de la “exploración "), un nanopipette del cristal (Véase que el Cuadro 1) llenado de una corriente del ión de los sentidos del electrólito al feedback que sus muestras en relación con de la posición sumergieron totalmente en un almacenador intermediaro líquido. Puesto Que la distancia de la punta-muestra es mantenida manteniendo la corriente iónica constante en vez de aplicar una fuerza física a la muestra, es una herramienta ideal para obtener una imagen estable de muestras biológicas suaves y pegajosas.

Higo 1. A Diferencia del AFM donde el voladizo micro-labrado a máquina se utiliza como antena, el ICM utiliza una antena de la pipeta hecha del cristal o el cuarzo cuyo rango interno 80~100 nanómetro para el cristal y 30 - 50 nanómetro de los diámetros para el cuarzo respectivamente.

Similar a la Microscopia de Exploración el Hacer Un Túnel en aire ambiente, el ICM operatorio en líquido sin contacto físico con la muestra. Un electrodo se coloca dentro de la pipeta, mientras que otro está situado en una solución del baño (Véase el Cuadro 2). Cuando un polarizado externo es aplicado entre estos dos electrodos, un flujo actual se detecta a través de los iones de conducto. En la realización del circuito eléctrico total, uno necesita explicar dos resistencias eléctricas en el canal si se asume que la resistencia de la solución del baño es insignificante. La primera resistencia eléctrica emana de la dimensión de una variable del tronco de la pipeta mientras que la segunda resulta de la distancia entre la pipeta y la superficie de la muestra. Cuando la pipeta está lejos de la superficie, la última resistencia eléctrica disminuye, alcanzando una corriente saturada porque la resistencia debido a la dimensión de una variable de la punta es casi constante durante la medición (Véase la Figura 3a). Mientras Que la pipeta consigue más cercano a la muestra sin embargo, el volumen del canal conductor del ión entre la antena y la muestra llega a ser más pequeño (Véase la Figura 3a), dando por resultado una disminución rápida de la corriente iónica, se utiliza que a su vez mientras que una señal de retorno de la referencia (Véase la Figura 3b). Uno puede también aplicar una modulación de la CA a la técnica para lograr una operación más estable durante la medición.

Fig. 2. En el ICM, un flujo actual entre dos electrodos se detecta a través de los iones de conducto en la solución. Mientras Que la pipeta consigue más cercano a la superficie de la muestra, el volumen de canal conductor del ión entre dos electrodos llega a ser más pequeño, rápidamente disminuyendo la corriente iónica.

Aunque el ICM fuera desarrollado hace muchos anos, no ha sido ampliamente utilizado durante la década pasada debido a la complejidad de la instrumentación y la inestabilidad operativa subsiguiente, particularmente el requisito grande de la Z-Anchura de banda para el Z-Servo feedback apropiado, un atascamiento dominante vence por el XE-Bio.

Fig. 3. diagrama Esquemático de la Operación de SICM

Proyección De Imagen Viva de la Membrana Celular Con SICM

La membrana celular es probablemente el componente más importante de una célula. La mayor parte de las actividades celulares se median vía la membrana, la única estructura celular encontrada en todos los tipos de células en organismos vivos. Sin Embargo, es extremadamente difícil vigilar una membrana celular viva en la escala del nanómetro. Particularmente, la diapositiva de la membrana hace virtualmente imposible observar con microscopia óptica.

El Cuadro 4 muestra imágenes de SICM de las células vivas COS-1, que se transforman del fibroblasto CV-1 con el virus símico 40 (SV40) de la grapa verde Africana adulta del riñón normal. Las células eran vivas y estables durante la duración entera de la proyección de imagen del ICM, no mostrando ningún señal del deterioro físico. La línea del fibroblasto se adhiere al cristal y al plástico en cultura y se utiliza generalmente como ordenador principal de la transfección. Las flechas amarillas en las Figs. 4 (a) y (b) demostración 4 cómo los fibroblastos se comportan cuando chocan las dos membranas celulares cada vez mayor. A Menudo, dos células vecinas exhiben diversos niveles de actividad de los cilios tal y como se muestra en de las Figs. 4 (c) y 4 (d). Un Más de alta densidad de la estructura de los cilios se puede observar en el fibroblasto A comparado a B y tales diversas densidades son aún más evidentes en la imagen de la fase del Cuadro 4 (d). Tales diferencias estructurales son casi imposibles de observar con una microscopia óptica o un AFM tradicional. La imagen de la topografía del ICM de la célula del pulmón del ratón en el Cuadro 5 (a) muestra agradable que los detalles de una célula viva cuyo midió imagen son totalmente diferentes en pila muerta y seca. Además, la imagen actual del desvío del ICM en el Cuadro 5 (b) visualiza la marca de la tracción de la célula en la parte inferior después de la contracción de la célula de la célula muscular viva del ratón (C2C12). Las imágenes Consecutivas del ICM en el Cuadro 6 muestran las microvellosidades en la superficie de la célula y las estructuras continuas de la membrana celular durante la empinadura en proceso.

Fig. 4. imágenes de SICM de la célula viva COS-1: (a) y (c) son las imágenes de SICM cuya talla de la exploración es 30 um y 40 um, respectivamente. (b) y (d) son imágenes correspondientes de la fase.

Fig. 5. topografía del ICM de las imágenes actuales vivas de la célula del pulmón del ratón (a) y del desvío del ICM de la célula muscular viva del ratón (C2C12) (b)

Fig. 6. SICM de la célula de hígado

Estímulo y Supervisión Localizados Apuntados de la Actividad Celular

Usando una pipeta llena de fluido para el ICM en vez de un voladizo del silicio para el AFM abre los caminos para las nuevas posibilidades analíticas. El Ideal para las muestras biológicas suaves de la proyección de imagen en líquido, tal como células vivas, ICM se puede adaptar fácilmente a un ordenador principal del estímulo bioquímico cualitativo y cuantitativo en células y los estudios de la movilidad de la célula, cuyas aplicaciones incluyen el estímulo y la supervisión localizados apuntados (Véase el Cuadro 7), y la salida celular de la droga. En el estímulo localizado apuntado, uno induce un movimiento de la célula aplicando una presión localizada vía el agujero de la pipeta y vigila las reacciones subsiguientes. Además, la capacidad funcional del ICM se puede ampliar al estudio de la dinámica viva de la célula en respuesta al estímulo apuntado de la substancia química o de la droga, logrando la electrofisiología exacto controlada en el nanoscale. El campo de la investigación unicelular es accesible ahora todo el mundo que está interesado hacia adentro, y esta técnica potente del ICM revolucionará el campo de la Biología Celular incluyendo la investigación de la salida de la droga.

Fig. 7. el estímulo localizado Apuntado puede ser logrado aplicando una presión controlada a través del agujero de la pipeta cuya superficie de cristal se puede functionalized por la necesidad del cliente.

Nueva Solución de la Bio-Convergencia, XE-Bio

Los Sistemas del Parque introdujeron el XE-Bio, una bio solución de activação para el biomedical y ciencias de la vida, únicamente combinando Microscopia Atómica sin contacto de la Fuerza (AFM) y Microscopia de la Conductancia del Ión (ICM). El diseño modular del XE-Bio permite intercambio fácil entre el AFM y el ICM sin contacto. Diseñado para la operación no invasor del en-líquido, la capacidad combinada de la proyección de imagen del AFM, el ICM, y la microscopia óptica invertida hace el XE-Bio ideal para las muestras biológicas de la proyección de imagen en condiciones dinámicas tales como células vivas en líquido. Por Otra Parte, el ICM se puede adaptar más a fondo para activar un ordenador principal de aplicaciones potentes en electrofisiología del nanoscale.

Fuente: Sistemas del Parque

Para más información sobre esta fuente visite por favor los Sistemas del Parque.

Date Added: Feb 16, 2010 | Updated: Sep 20, 2013

Last Update: 20. September 2013 04:57

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