Microscopia di Conduttanza dello Ione (ICM) - Un Nuovo Capitolo nello Studio sulle Celle dai Sistemi della Sosta

Argomenti Coperti

Circa i Sistemi della Sosta
Rappresentazione senza contatto del In-Liquido e Nanoscale Electroscopy
Microscopia Atomica della Forza (AFM) nella Biologia
Microscopia di Conduttanza dello Ione
Rappresentazione In Tensione della Membrana Cellulare con SICM
Stimolo e Video Localizzati Mirati A dell'Attività Cellulare
Nuova Soluzione di Bio--Convergenza, XE-Bio-

Circa i Sistemi della Sosta

I Sistemi della Sosta è la guida Atomica della tecnologia (AFM) del Microscopio della Forza, fornente i prodotti che indirizzano i requisiti di tutte le applicazioni del nanoscale di industriale e della ricerca. Con una progettazione unica dello scanner che tiene conto la Vera rappresentazione Senza contatto negli ambienti di aria e del liquido, tutti i sistemi sono completamente - compatibili con una lunga lista delle opzioni innovarici e potenti. Tutti I sistemi sono facile-de-uso, accuratezza e la durevolezza progettati in mente e forniscono ai vostri clienti le ultime risorse per meetiong tutti i bisogni presenti e futuri.

Vantandosi la cronologia più lunga nell'industria del AFM, il portafoglio completo dei Sistemi della Sosta dei prodotti, il software, i servizi e la competenza è abbinato soltanto dal nostro impegno ai nostri clienti.

Rappresentazione senza contatto del In-Liquido e Nanoscale Electroscopy

La cella è la particella elementare fondamentale che è alla base di tutti i sistemi biologici. Gli sforzi Innumerevoli sono stati fatti dai vari campi di scienza e tecnologia per capire meglio questo sistema complesso. Ora, stiamo aprendo un nuovo capitolo nello studio sulle celle introducendo la Microscopia di Conduttanza dello Ione (ICM), una vera realizzazione tecnica. Insieme alle varie tecniche ottiche di microscopia, questo avanzamento tecnologico fornirà un'opportunità unica e senza precedenti in biologia cellulare permettendo allo stimolo localizzato mirato a ed al video non distruttivo dell'attività cellulare precedentemente inaccessibili ad altre tecniche analitiche.

Microscopia Atomica della Forza (AFM) nella Biologia

Sebbene la risoluzione del nanometro-disgaggio possa essere raggiunta da microscopia elettronica (EM), i campioni devono essere congelati, fissati, asciugati ed essere elaborati prima della rappresentazione del microscopio elettronico ed i cambiamenti morfologici che derivano da tale trattamento del campione sono stati sempre una preoccupazione importante per tutti gli studi di EM. AFM, originalmente inventato per scienza dei materiali, ricevuto una certa attenzione iniziale per le sue capacità biologiche potenziali di rappresentazione. Tuttavia, è la capacità di misurare le forze come indicato tramite la deformazione della trave a mensola del AFM che la ha messa nella protuberanza nell'esame dei beni meccanici delle superfici biologiche del campione. Lungo la strada, le varie tecniche di rappresentazione sono state sviluppate per studiare le strutture biologiche e le funzioni compreso lo stilo materiale-montato inerte per la rappresentazione vivono celle sommerse nelle soluzioni tampone fisiologiche come pure il AFM congiuntamente alla spettroscopia ottica. Corrente, la tecnologia del AFM sta aggiungendo rapido le nuove capacità per individuare le varie proprietà fisiche e per manipolare le entità biologiche al nanoscale.

Microscopia di Conduttanza dello Ione

Indipendente, una tecnologia differente di SPM è stata sviluppata da Hansma et al. nel 1989, offrendo una capacità liquida senza contatto notevole della rappresentazione. Nella microscopia di Conduttanza dello Ione (ICM o SICM per l'acronimo “dello scansione "), un nanopipette di vetro (Vedi che Figura 1) compilata di corrente dello ione di sensi dell'elettrolito a feedback i sui ai campioni relativi di posizione completamente hanno immerso in un buffer liquido. Poiché la distanza del suggerimento-campione è mantenuta tenendo la corrente ionica costante invece di applicazione della forza fisica al campione, è uno strumento ideale per ottenere un'immagine stabile che dei campioni biologici molli ed appiccicosi.

Fico 1. A Differenza del AFM in cui la trave a mensola micro-lavorata è utilizzata come sonda, il ICM utilizza una sonda della pipetta fatta di vetro o quarzo di cui intervalli interno 80~100 nanometro per vetro e 30 - 50 nanometro dei diametri per quarzo rispettivamente.

Simile a Microscopia di Scansione di Traforo in aria ambientale, il ICM funziona in liquido senza contatto fisico con il campione. Un elettrodo è collocato dentro della pipetta, mentre un altro è situato in una soluzione del bagno (Si Veda Figura 2). Quando una tendenziosità esterna è applicata fra questi due elettrodi, un flusso corrente è individuato attraverso gli ioni di conduzione. Nel completamento del circuito elettrico globale, uno deve rappresentare le due resistenze elettriche al canale che suppone che la resistenza della soluzione del bagno è trascurabile. La prima resistenza elettrica deriva dalla forma del frustum della pipetta mentre la seconda deriva dalla distanza fra la pipetta e la superficie del campione. Quando la pipetta è lontano dalla superficie, la resistenza elettrica posteriore diminuisce, raggiungendo una corrente saturata perché la resistenza dovuto la forma del suggerimento è quasi costante durante la misura (Si Veda la Figura 3a). Mentre la pipetta ottiene più vicino al campione tuttavia, il volume del canale ionico conduttivo fra la sonda ed il campione diventa più piccolo (Si Veda la Figura 3a), con conseguente diminuzione rapida della corrente ionica, che a sua volta è usata mentre un segnale di ritorno di riferimento (Si Veda la Figura 3b). Uno può anche applicare una modulazione di CA alla tecnica per raggiungere un'operazione più stabile durante la misura.

Fig. 2. In ICM, un flusso corrente fra due elettrodi è individuato attraverso gli ioni di conduzione nella soluzione. Mentre la pipetta ottiene più vicino alla superficie del campione, il volume di canale ionico conduttivo fra due elettrodi diventa più piccolo, rapido facendo diminuire la corrente ionica.

Sebbene il ICM sia sviluppato molti anni fa, non è stato ampiamente usato durante l'ultima decade dovuto la complessità di strumentazione e l'instabilità operativa successiva, in particolare il grande requisito di Z-Larghezza di banda di Z-Servo feedback adeguato, un grave ostacolo chiave sormonta dal XE-Bio-.

Fig. 3. Rappresentazione schematica dell'Operazione di SICM

Rappresentazione In Tensione della Membrana Cellulare con SICM

La membrana cellulare è probabilmente la componente più importante di una cella. La Maggior Parte delle attività cellulari sono mediate tramite membrana, la sola struttura cellulare trovata in tutti i tipi di celle negli organismi viventi. Tuttavia, è estremamente difficile da riflettere una membrana cellulare in tensione al disgaggio di nanometro. In particolare, la trasparenza della membrana lo rende virtualmente impossible osservare con microscopia ottica.

Figura 4 mostra le immagini di SICM delle celle in tensione COS-1, che sono trasformate dal fibroblasto CV-1 con il virus scimmiesco 40 (SV40) dal cercopiteco africano Adulto del rene normale. Le celle erano in tensione e stabili durante l'intera durata della rappresentazione del ICM, non mostrante segni di deterioramento fisico. La riga del fibroblasto aderisce a vetro ed a plastica nella cultura e generalmente è utilizzata come host di transfezione. Le frecce gialle in Fichi. 4 (a) e 4 (b) manifestazione come i fibroblasti si comportano quando le due membrane delle cellule crescenti si scontrano. Spesso, due celle vicine esibiscono i livelli differenti di attività delle ciglia secondo le indicazioni dei Fichi. 4 (c) e 4 (d). Un Più ad alta densità della struttura delle ciglia può essere osservato nel fibroblasto A confrontato alla B e tali densità differenti sono ancor più evidenti nell'immagine di fase di Figura 4 (d). Tali differenze strutturali sono quasi impossibli da osservare con una microscopia ottica o un AFM tradizionale. L'immagine della topografia del ICM della cella del polmone del mouse nella Figura 5 (a) mostra piacevolmente che i dettagli di una cella vivente di cui ha misurato l'immagine è completamente differenti in morti e pila a secco. Ancora, immagine corrente di errore del ICM nella Figura 5 (b) video il segno della trazione delle cellule sul fondo dopo la contrazione delle cellule della cella di muscolo in tensione del mouse (C2C12). Le immagini Consecutive del ICM nella Figura 6 mostrano i microvilli sulla superficie delle cellule e sulle strutture continue della membrana cellulare durante il trattamento zummante.

Fig. 4. immagini di SICM della cella in tensione COS-1: (a) e (c) è rispettivamente immagini di SICM di cui la dimensione di scansione è 30 um e 40 um. (b) e (d) è immagini corrispondenti di fase.

Fig. 5. topografia del ICM delle immagini correnti in tensione delle cellule del polmone del mouse (a) e di errore del ICM della cella di muscolo in tensione del mouse (C2C12) (b)

Fig. 6. SICM della cella di fegato

Stimolo e Video Localizzati Mirati A dell'Attività Cellulare

Facendo Uso di una pipetta riempita liquido per il ICM invece di una trave a mensola del silicio per il AFM apre le vie per le nuove possibilità analitiche. L'Ideale per i campioni biologici molli della rappresentazione in liquido, quali le celle viventi, ICM può adattarsi facilmente ad un host di stimolo biochimico qualitativo e quantitativo sugli unicellulari e sugli studi di motilità delle cellule, di cui le applicazioni comprendono lo stimolo ed il video localizzati mirati a (Vedi Figura 7) e la consegna cellulare della droga. Nello stimolo localizzato mirato a, uno induce un movimento delle cellule applicando una pressione localizzata via il foro della pipetta e riflette le risposte successive. Ancora, la capacità funzionale del ICM può essere estendere allo studio sulla dinamica in tensione delle cellule in risposta a stimolo mirato a della droga o del prodotto chimico, raggiungente l'elettrofisiologia precisamente controllata al nanoscale. Il campo della ricerca unicellulare ora è accessibile ad ognuno che sia interessato dentro e questa tecnica potente del ICM rivoluzionerà il campo di Biologia Cellulare compreso la ricerca della consegna della droga.

Fig. 7. lo stimolo localizzato Mirato A può essere compiuto applicando una pressione controllata attraverso il foro della pipetta di cui la superficie di vetro può essere functionalized per bisogno del cliente.

Nuova Soluzione di Bio--Convergenza, XE-Bio-

I Sistemi della Sosta hanno introdotto XE-Bio-, una bio- soluzione permettente per il biomedical e le scienze biologiche, unicamente combinando la Microscopia Atomica senza contatto della Forza (AFM) e la Microscopia di Conduttanza dello Ione (ICM). La progettazione modulare del XE-Bio- permette lo scambio facile fra il AFM ed il ICM senza contatto. Progettato per l'operazione non invadente del in-liquido, la capacità combinata della rappresentazione del AFM, il ICM e la microscopia ottica invertita fa il XE-Bio- ideale per i campioni biologici della rappresentazione nei termini dinamici quali le celle viventi in liquido. Inoltre, il ICM può più ulteriormente adattarsi per permettere ad una miriade di applicazioni potenti in elettrofisiologia del nanoscale.

Sorgente: Sistemi della Sosta

Per ulteriori informazioni su questa sorgente visualizzi prego i Sistemi della Sosta.

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

Last Update: 20. September 2013 04:55

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