De Ionen Microscopie van het Geleidingsvermogen (ICM) - een Nieuw Hoofdstuk in de Studie van Cellen door de Systemen van het Park

Besproken Onderwerpen

Ongeveer de Systemen van het Park
De in-Vloeibare Weergave en Nanoscale Electroscopy van het niet-contact
De Atoom Microscopie van de Kracht (AFM) in Biologie
De Ionen Microscopie van het Geleidingsvermogen
Leef de Weergave van het Membraan van de Cel met SICM
Gericht Gelokaliseerd Stimulatie en Toezicht op Cellulaire Activiteit
De Nieuwe Oplossing van de bio-Convergentie, XE-Bio

Ongeveer de Systemen van het Park

De Systemen van het Park is de Atoom de technologieleider (AFM) van de Microscoop van de Kracht, die producten verstrekken die de vereisten van alle onderzoek en industriële nanoscaletoepassingen richten. Met een uniek scannerontwerp dat voor de Ware weergave van het niet-Contact in vloeistof en luchtmilieu's toestaat, zijn alle systemen volledig - compatibel systeem met een lange lijst van innovatieve en krachtige opties. Alle systemen zijn ontworpen gemakkelijk-van-gebruik, nauwkeurigheid en duurzaamheid in mening, en voorzien uw klanten van de uiteindelijke middelen voor meetiong alle huidige en toekomstige behoeften.

Opscheppend de langste geschiedenis in de industrie AFM, wordt de uitvoerige portefeuille van de Systemen van het Park van producten, software, de diensten en deskundigheid aangepast slechts door onze verplichting aan onze klanten.

De in-Vloeibare Weergave en Nanoscale Electroscopy van het niet-contact

De cel is de fundamentele bouwsteen die aan alle biologische systemen ten grondslag liggen. Talloze inspanningen zijn geleverd van diverse gebieden van wetenschap en technologie om dit complexe systeem beter te begrijpen. Nu, openen wij een nieuw hoofdstuk in de studie van cellen door de IonenMicroscopie van het Geleidingsvermogen, (ICM) een ware technologische doorbraak te introduceren. Samen met diverse optische de microscopietechnieken, zal deze technologische vordering een unieke en ongekende mogelijkheid in celbiologie door gerichte gelokaliseerde stimulatie toe te laten en niet destructieve van cellulaire activiteit hierboven te controleren ontoegankelijk aan andere analytische technieken bieden.

De Atoom Microscopie van de Kracht (AFM) in Biologie

Hoewel de nanometer-schaal resolutie door elektronenmicroscopie kan worden bereikt (EM), moeten de steekproeven worden bevroren, worden bevestigd en, droog, voorafgaand aan elektronenmicroscoopweergave worden verwerkt, en de morfologische veranderingen die uit dergelijke steekproefverwerking voortvloeien zijn altijd een belangrijke zorg voor om het even welke studies EM geweest. AFM, oorspronkelijk voor materiële wetenschap wordt bedacht, kreeg wat vroege aandacht voor zijn potentiële biologische weergavemogelijkheden die. Nochtans, is het de capaciteit om krachten te meten zoals vermeld door de afbuiging van de cantilever AFM die het in bekendheid in het onderzoeken van mechanische eigenschappen van biologische steekproefoppervlakten heeft gezet. Langs de manier, werden diverse weergavetechnieken ontwikkeld aan studie biologische structuren en die de functies met inbegrip van inerte materieel-opgezette naald voor weergave leven cellen in fysiologische bufferoplossingen worden ondergedompeld evenals AFM in combinatie met de optische spectroscopie. Momenteel, voegt de technologie AFM snel nieuwe mogelijkheden toe om diverse fysische eigenschappen te ontdekken en biologische entiteiten te manipuleren bij nanoscale.

De Ionen Microscopie van het Geleidingsvermogen

Onafhankelijk, werd een verschillende technologie SPM ontwikkeld door Hansma et al. in 1989, aanbiedend een opmerkelijk niet-contact vloeibaar weergavevermogen. In de Ionenmicroscopie van het Geleidingsvermogen (ICM of SICM voor het acroniem van „aftasten“), vulde een glasnanopipette (Zie Figuur 1) met een elektrolytbetekenissen ionenstroom om zijn die positie met betrekking tot steekproeven volledig terug te koppelen in een vloeibare buffer worden ondergedompeld. Aangezien de uiteinde-steekproef afstand door de Ionische stroom constant te houden in plaats van het toepassen van een fysieke kracht op de steekproef wordt gehandhaafd, is het een ideaal hulpmiddel om een stabiel beeld van zachte en kleverige biologische steekproeven te verkrijgen.

Fig. 1. In Tegenstelling Tot AFM waar de micro-machinaal bewerkte cantilever als sonde die wordt gebruikt, gebruikt ICM een pipetsonde van glas of kwarts wordt gemaakt de waarvan binnendiameters zich 80~100 NM voor glas en 30 - 50 NM voor respectievelijk kwarts uitstrekken.

Gelijkaardig aan het Een Tunnel Graven van het Aftasten de Microscopie in omringende lucht, werkt ICM in vloeistof zonder fysiek contact met de steekproef. Één elektrode wordt geplaatst binnen van de pipet, terwijl een andere in een badoplossing (Zie Figuur 2) wordt gevestigd. Wanneer externe bias tussen deze twee elektroden wordt toegepast, wordt een huidige stroom ontdekt door het leiden van ionen. Bij de voltooiing van de algemene elektrokring, moet men van twee elektroweerstanden bij het kanaal rekenschap geven veronderstellend dat de weerstand van de badoplossing te verwaarlozen is. De eerste elektroweerstand is van de frustumvorm afkomstig van de pipet terwijl de tweede uit de afstand tussen de pipet en de steekproefoppervlakte voortvloeit. Wanneer de pipet verre van de oppervlakte is, vermindert de laatstgenoemde elektroweerstand, bereikend een verzadigde stroom omdat de weerstand toe te schrijven aan de uiteindevorm tijdens de meting (Zie Cijfer 3a) bijna constant is. Aangezien de pipet dichter aan de steekproef nochtans wordt, wordt het volume van het geleidende ionenkanaal tussen de sonde en de steekproef kleiner (Zie Cijfer 3a), resulterend in een snelle daling van de Ionische stroom, die beurtelings wordt gebruikt aangezien een verwijzing signaal (Zie Cijfer 3b) terugkoppelt. Men kan een AC modulatie op de techniek ook toepassen om een stabielere verrichting tijdens meting te bereiken.

Fig. 2. In ICM, wordt een huidige stroom tussen twee elektroden ontdekt door het leiden van ionen in de oplossing. Aangezien de pipet dichter aan de steekproefoppervlakte wordt, wordt het volume van geleidend ionenkanaal tussen twee elektroden kleiner, snel verminderend de Ionische stroom.

Hoewel ICM vele jaren geleden werd ontwikkeld, is het niet wijd gebruikt tijdens het laatste decennium toe te schrijven aan de instrumentatieingewikkeldheid en de verdere operationele instabiliteit, in het bijzonder grote de z-Bandbreedte eis ten aanzien van juiste z-Servo koppelt terug, een zeer belangrijk die knelpunt door XE-Bio wordt overwonnen.

Fig. 3. Schematisch diagram van Verrichting SICM

Leef de Weergave van het Membraan van de Cel met SICM

Het celmembraan is waarschijnlijk de belangrijkste component van een cel. De Meesten van cellulaire activiteiten worden bemiddeld via het membraan, de enige cellulaire die structuur in allerlei cellen in het leven organismen wordt gevonden. Nochtans, is het uiterst moeilijk om een levend celmembraan bij de nanometerschaal te controleren. In het bijzonder, de transparantie van het membraan het vrijwel onmogelijk maakt om met de optische microscopie waar te nemen.

Figuur 4 toont beelden SICM van levende cellen cos.-1, die van cv-1 fibroblast met aap- virus 40 (SV40) van de normale nier volwassen Afrikaanse groene aap worden omgezet. De cellen waren levend en stabiel tijdens de volledige duur van ICM weergave, die geen tekens van fysieke verslechtering tonen. De fibroblastlijn hangt glas en plastiek in cultuur aan en als transfectiegastheer over het algemeen gebruikt. De gele pijlen in Fign. 4 (a) en 4 (b) tonen hoe de fibroblasten zich gedragen wanneer twee groeiende membranen van de cel in botsing komen. Vaak, stellen twee naburige cellen verschillende niveaus van wimpersactiviteit zoals aangetoond in tentoon Fign. 4 (c) en 4 (d). Een Hogere dichtheid van wimpersstructuur kan in de fibroblast A worden waargenomen in vergelijking met B en dergelijke verschillende dichtheid is duidelijker in het fasebeeld van Figuur 4 (d). Dergelijke structurele verschillen zijn bijna onmogelijk om met de optische microscopie of een traditionele AFM waar te nemen. ICM het topografiebeeld van de cel van de muislong in Figuur 5 (a) toont keurig de details van een levende cel het van wie gemeten beeld in dode en droge cel volledig verschillend is. Voorts toont ICM huidig foutenbeeld in Figuur 5 (b) het teken van de celtractie op de bodem na celsamentrekking van de levende cel van de muisspier (C2C12). De Opeenvolgende ICM beelden in Figuur 6 tonen microvilli op de celoppervlakte en de aanhoudende structuren van het celmembraan tijdens het zoemen in proces.

Fig. 4. Beelden SICM van levende cos.-1 cel: (a) en (c) is beelden SICM de waarvan aftastengrootte um 30 en um 40, respectievelijk is. (b) en (d) is overeenkomstige fasebeelden.

Fig. 5. ICM topografie van de levende cel van de muislong (a) en ICM huidige foutenbeelden van de levende cel van de muisspier (C2C12) (b)

Fig. 6. SICM van levercel

Gericht Gelokaliseerd Stimulatie en Toezicht op Cellulaire Activiteit

Het Gebruiken van een vloeistof gevulde pipet voor ICM in plaats van een siliciumcantilever voor AFM opent wegen voor nieuwe analytische mogelijkheden. Ideal voor weergave zachte biologische steekproeven in vloeistof, zoals levende cellen, ICM kan gemakkelijk aan een gastheer van kwalitatieve en kwantitatieve biochemische stimulatie op enige cellen en de studies van de celmotiliteit worden aangepast, de van wie toepassingen gerichte gelokaliseerde stimulatie en controle (Zie Figuur 7), en cellulaire druglevering omvatten. In gerichte gelokaliseerde stimulatie, veroorzaakt één een celbeweging door een gelokaliseerde druk via het pipetgat toe te passen en controleert de verdere reacties. Voorts kan het functionele vermogen van ICM tot de studie van levende celdynamica in antwoord op gerichte chemisch product of drugstimulatie worden uitgebreid, bereikend precies gecontroleerde elektrofysiologie bij nanoscale. Het gebied van eencellig onderzoek is nu toegankelijk voor iedereen wie in geinteresseerd is, en deze krachtige ICM techniek zal het gebied van de Biologie van de Cel met inbegrip van het onderzoek van de druglevering hervormen.

Fig. 7. De Gerichte gelokaliseerde stimulatie kan worden verwezenlijkt door een gecontroleerde druk door het pipetgat toe te passen de waarvan glasoppervlakte kan zijn functionalized per de behoefte van de klant.

De Nieuwe Oplossing van de bio-Convergentie, XE-Bio

Systemen van het Park introduceerden XE-Bio, een machtigings biooplossing voor biomedische en het levenswetenschap, uniek combinerend Microscopie van de niet-contact de AtoomKracht (AFM) en de IonenMicroscopie van het Geleidingsvermogen (ICM). Het modulaire ontwerp van XE-Bio staat gemakkelijke uitwisseling tussen noncontact AFM en ICM toe. Ontworpen voor niet-invasieve in-vloeibare verrichting, maakt het gecombineerde weergavevermogen van AFM, ICM, en de omgekeerde optische microscopie XE-Bioideal voor weergave biologische steekproeven in dynamische voorwaarden zoals levende cellen in vloeistof. Voorts kan ICM verder worden aangepast om een gastheer van krachtige toepassingen in nanoscaleelektrofysiologie toe te laten.

Bron: De Systemen van het Park

Voor meer informatie over deze bron te bezoeken gelieve de Systemen van het Park.

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

Last Update: 20. September 2013 04:54

Ask A Question

Do you have a question you'd like to ask regarding this article?

Leave your feedback
Submit