Microscopie de Conductibilité d'Ion (ICM) - Un Chapitre Neuf dans l'Étude des Cellules par des Systèmes de Parc

Sujets Couverts

Au Sujet des Systèmes de Parc
Représentation de non contact et Nanoscale Electroscopy de Dans-Liquide
Microscopie Atomique de Force (AFM) dans la Biologie
Microscopie de Conductibilité d'Ion
Représentation Sous Tension de Membrane Cellulaire avec SICM
Stimulation et Surveillance Localisées Visées d'Activité Cellulaire
Solution Neuve de Bio-Convergence, XE-Bio

Au Sujet des Systèmes de Parc

Les Systèmes de Parc est l'amorce Atomique de technologie (AFM) de Microscope de Force, fournissant les produits qui adressent les conditions de toutes les applications de nanoscale de recherches et d'industriel. Avec un seul design de balayeur qui tient compte de la Véritable représentation De non contact dans le liquide et les environnements aériens, tous les systèmes sont entièrement compatibles avec une liste prolongée de novateur et de puissantes options. Tous Les systèmes sont facile-de-utilisation, exactitude et résistance conçues à l'esprit, et fournissent à vos abonnées les moyens éventuels pour le meetiong tous les besoins présents et futurs.

Revendiquant la plus longue histoire dans l'industrie d'AFM, le portefeuille complet des Systèmes de Parc des produits, le logiciel, les services et les compétences est apparié seulement par notre engagement à nos abonnées.

Représentation de non contact et Nanoscale Electroscopy de Dans-Liquide

La cellule est le synthon principal étant à la base de tous les systèmes biologiques. Des efforts Innombrables ont été effectués à partir des zones variées de la science et technologie pour comprendre mieux ce système complexe. Maintenant, nous ouvrons un chapitre neuf dans l'étude des cellules en introduisant la Microscopie de Conductibilité d'Ion (ICM), une véritable percée technologique. En même temps que des techniques optiques variées de microscopie, ce progrès technologique fournira un seul et une chance inouïe en biologie cellulaire en activant la stimulation localisée visée et la surveillance non destructive de l'activité cellulaire jusqu'ici inaccessibles à d'autres techniques analytiques.

Microscopie Atomique de Force (AFM) dans la Biologie

Bien Que la définition de nanomètre-échelle puisse être réalisée par microscopie électronique (EM), des échantillons doivent être gelés, fixés, séchés, et traités avant la représentation de microscope électronique, et les modifications morphologiques qui résultent d'un tel traitement d'échantillon ont toujours été une préoccupation importante pour toutes les études de FIN DE SUPPORT. AFM, initialement conçu pour la science des matériaux, reçu une certaine attention précoce pour ses capacités biologiques potentielles de représentation. Cependant, c'est la capacité de mesurer des forces comme indiqué par le fléchissement de l'encorbellement d'AFM qui l'a mis dans l'excroissance en étudiant les propriétés mécaniques des surfaces d'échantillon biologique. Le long de la route, des techniques d'imagerie variées ont été développées d'étudier les structures biologiques et les fonctionnements comprenant le stylet matériau-monté inerte pour la représentation vivent les cellules submergées dans les solutions tampon physiologiques ainsi que l'AFM en combination avec la spectroscopie optique. Actuel, la technologie d'AFM ajoute rapidement des capacités neuves pour trouver les propriétés physiques variées et pour manipuler les entités biologiques au nanoscale.

Microscopie de Conductibilité d'Ion

Indépendamment, une technologie différente de SPM a été développée par Hansma et autres en 1989, offrant une capacité liquide de non contact remarquable de représentation. Dans la microscopie de Conductibilité d'Ion (MISSILE AUX PERFORMANCES AMÉLIORÉES ou SICM pour l'acronyme de la « lecture "), un nanopipette en verre (Voyez que le Schéma 1) rempli de courant d'ion de sens d'électrolyte au contrôle par retour de l'information que ses à échantillons relatifs de position ont complet immergé dans un tampon liquide. Puisque la distance d'extrémité-échantillon est mise à jour en maintenant la constante actuelle ionique au lieu d'appliquer une force matérielle à l'échantillon, c'est un outil idéal pour obtenir une image stable des échantillons biologiques mous et collants.

Figue 1. À La Différence de l'AFM où l'encorbellement micro-usiné est utilisé comme sonde, le MISSILE AUX PERFORMANCES AMÉLIORÉES emploie une sonde de pipette faite de glace ou quartz dont le domaine de diamètres internes 80~100 nanomètre pour la glace et 30 - 50 nanomètre pour le quartz respectivement.

Assimilé à la Microscopie de Balayage de Perçage D'un Tunnel en air ambiant, le MISSILE AUX PERFORMANCES AMÉLIORÉES fonctionne dans le liquide sans contact matériel avec l'échantillon. Une électrode est mise à l'intérieur de la pipette, alors qu'un un autre est situé dans une solution de bain (Voir le Schéma 2). Quand une polarisation externe est appliquée entre ces deux électrodes, un flux actuel est trouvé par les ions de conduite. En remplissant le circuit électrique général, on doit représenter deux résistances électriques au tunnel supposant que la résistance de la solution de bain est négligeable. La première résistance électrique émane de la forme de frustum de la pipette tandis que la deuxième résulte de la distance entre la pipette et la surface témoin. Quand la pipette est loin de la surface, la dernière résistance électrique diminue, atteignant un courant saturé parce que la résistance due à la forme d'extrémité est presque constante pendant la mesure (Voir la Figure 3a). Pendant Que la pipette obtient plus près de l'échantillon cependant, le volume du canal ionique conducteur entre la sonde et l'échantillon devient plus petit (Voir la Figure 3a), ayant pour résultat une diminution rapide du courant ionique, qui consécutivement est utilisé pendant qu'un signal de retour de référence (Voir la Figure 3b). On peut également s'appliquer une modulation À C.A. à la technique afin de réaliser un fonctionnement plus stable pendant la mesure.

Fig. 2. Dans le MISSILE AUX PERFORMANCES AMÉLIORÉES, un flux actuel entre deux électrodes est trouvé par les ions de conduite dans la solution. Pendant Que la pipette obtient plus près de la surface témoin, le volume du canal ionique conducteur entre deux électrodes devient plus petit, rapidement diminuant le courant ionique.

Bien Que le MISSILE AUX PERFORMANCES AMÉLIORÉES ait été développé il y a de nombreuses années, il n'a pas été très utilisé pendant la dernière décennie due à la complexité d'instrumentation et l'instabilité de fonctionnement ultérieure, en particulier la grande condition de Z-Largeur de bande pour le contrôle par retour de l'information Z-Servo correcte, un goulot d'étranglement principal surmontent par le XE-Bio.

Fig. 3. schéma de principe Du Fonctionnement de SICM

Représentation Sous Tension de Membrane Cellulaire avec SICM

La membrane cellulaire est probablement la plupart d'élément important d'une cellule. La Plupart d'activités cellulaires sont assistées par l'intermédiaire de la membrane, la seule structure cellulaire trouvée dans tous les types de cellules aux organismes vivants. Cependant, il est extrêmement difficile de surveiller une membrane cellulaire sous tension à l'échelle de nanomètre. En particulier, la transparence de la membrane le rend pratiquement impossible à observer avec la microscopie optique.

Le Schéma 4 affiche des images de SICM des cellules COS-1 sous tension, qui sont transformées du fibroblaste CV-1 avec le virus simien 40 (SV40) du callitriche africain Adulte de rein normal. Les cellules étaient sous tension et stables pendant la durée totale de la représentation de MISSILE AUX PERFORMANCES AMÉLIORÉES, n'affichant aucun signe de détérioration matérielle. La ligne de fibroblaste adhère à la glace et au plastique dans la culture et ser généralement d'un hôte de transfection. Les flèches jaunes dans Figs. 4 (a) et (b) exposition 4 comment les fibroblastes se comportent quand deux membranes des cellules grandissantes se heurtent. Souvent, deux cellules voisines montrent différents niveaux d'activité de cils suivant les indications de Figs. 4 (c) et 4 (d). On peut observer un Plus à haute densité de la structure de cils dans le fibroblaste A comparé à B et de telles différentes densités sont bien plus évidentes dans l'image de phase du Schéma 4 (d). De Telles différences structurelles sont impossibles presque à observer avec une microscopie optique ou un AFM traditionnel. L'image de topographie de MISSILE AUX PERFORMANCES AMÉLIORÉES de la cellule de poumon de souris sur le Schéma 5 (a) affiche bien que les coordonnées d'une cellule vivante dont a mesuré l'image est complet différente en cellule morte et sèche. En Outre, l'image actuelle d'erreur de MISSILE AUX PERFORMANCES AMÉLIORÉES sur le Schéma 5 (b) affiche la note de traction de cellules sur le bas après contraction de cellules de la cellule musculaire sous tension de souris (C2C12). Les images Consécutives de MISSILE AUX PERFORMANCES AMÉLIORÉES sur le Schéma 6 affichent des microvilli sur la surface de cellules et les structures supportées de la membrane cellulaire pendant changer de plan dans le procédé.

Fig. 4. images de SICM de la cellule COS-1 sous tension : (a) et (c) sont des images de SICM dont la taille d'échographie sont 30 um et 40 um, respectivement. (b) et (d) sont des images correspondantes de phase.

Fig. 5. topographie de MISSILE AUX PERFORMANCES AMÉLIORÉES des images actuelles sous tension des cellules de poumon de souris (a) et de l'erreur de MISSILE AUX PERFORMANCES AMÉLIORÉES de la cellule musculaire sous tension de souris (C2C12) (b)

Fig. 6. SICM de cellule de foie

Stimulation et Surveillance Localisées Visées d'Activité Cellulaire

Utilisant une pipette remplie de fluide pour le MISSILE AUX PERFORMANCES AMÉLIORÉES au lieu d'un encorbellement de silicium pour l'AFM ouvre des voies pour des possibilités analytiques neuves. L'Idéal pour les échantillons biologiques mous de représentation dans le liquide, tel que les cellules vivantes, MISSILE AUX PERFORMANCES AMÉLIORÉES peut être facilement adapté à un hôte de stimulation biochimique qualitative et quantitative sur des cellules et des études de motilité de cellules, dont les applications comprennent la stimulation et la surveillance localisées visées (Voir le Schéma 7), et l'accouchement cellulaire de médicament. Dans la stimulation localisée visée, on induit un mouvement de cellules en appliquant une pression localisée par l'intermédiaire du trou de pipette et surveille les réactions ultérieures. En Outre, la capacité fonctionnelle du MISSILE AUX PERFORMANCES AMÉLIORÉES peut être étendue à l'étude de la dynamique sous tension de cellules en réponse à la stimulation visée de produit chimique ou de médicament, réalisant l'électrophysiologie avec précision réglée au nanoscale. La zone de la recherche unicellulaire est maintenant accessible à chacun qui est intéressé dedans, et cette technique puissante de MISSILE AUX PERFORMANCES AMÉLIORÉES révolutionnera la zone de la Biologie Cellulaire comprenant la recherche d'accouchement de médicament.

Fig. 7. la stimulation localisée Visée peut être accomplie en appliquant une pression réglée par le trou de pipette dont la surface en verre peut functionalized selon le besoin de l'abonnée.

Solution Neuve de Bio-Convergence, XE-Bio

Les Systèmes de Parc ont introduit le XE-Bio, une bio solution de activation pour biomédical et les sciences de la vie, seulement combinant la Microscopie Atomique de non contact de Force (AFM) et la Microscopie de Conductibilité d'Ion (ICM). Le design modulaire du XE-Bio permet l'échange facile entre l'AFM et le MISSILE AUX PERFORMANCES AMÉLIORÉES de non contact. Conçu pour le fonctionnement non envahissant de dans-liquide, la capacité combinée de représentation de l'AFM, le MISSILE AUX PERFORMANCES AMÉLIORÉES, et la microscopie optique inversée effectue le XE-Bio idéal pour des échantillons biologiques de représentation en conditions dynamiques telles que les cellules vivantes dans le liquide. D'ailleurs, le MISSILE AUX PERFORMANCES AMÉLIORÉES peut être encore adapté pour activer une foule d'applications puissantes en électrophysiologie de nanoscale.

Source : Systèmes de Parc

Pour plus d'informations sur cette source visitez s'il vous plaît les Systèmes de Parc.

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

Last Update: 20. September 2013 04:55

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