Microscopia da Condutibilidade do Íon (ICM) - Um Capítulo Novo no Estudo das Pilhas por Sistemas do Parque

Assuntos Cobertos

Sobre Sistemas do Parque
Imagem Lactente do Em-Líquido do Não-Contacto e Nanoscale Electroscopy
Microscopia Atômica da Força (AFM) na Biologia
Microscopia da Condutibilidade do Íon
Imagem Lactente Viva da Membrana de Pilha com SICM
Estimulação e Monitoração Localizadas Visadas da Actividade Celular
Solução Nova da Bio-Convergência, XE-Bio

Sobre Sistemas do Parque

Os Sistemas do Parque são o líder Atômico da tecnologia (AFM) do Microscópio da Força, fornecendo os produtos que endereçam as exigências de toda a pesquisa e aplicações industriais do nanoscale. Com um projecto original do varredor que permita a imagem lactente Verdadeira do Não-Contacto em ambientes do líquido e de ar, todos os sistemas são inteiramente - compatíveis com uma lista longa de opções inovativas e poderosas. Todos Os sistemas são fácil--uso, precisão e durabilidade projetados na mente, e fornecem seus clientes os recursos finais para o meetiong todas as necessidades presentes e futuras.

Vangloriando-se da história a mais longa na indústria do AFM, a carteira detalhada dos Sistemas do Parque dos produtos, o software, os serviços e a experiência são combinados somente por nosso comprometimento a nossos clientes.

Imagem Lactente do Em-Líquido do Não-Contacto e Nanoscale Electroscopy

A pilha é o bloco de apartamentos fundamental que é a base de todos os sistemas biológicos. Os esforços Incontáveis foram feitos dos vários campos da ciência e da tecnologia para compreender melhor este sistema complexo. Agora, nós estamos abrindo um capítulo novo no estudo das pilhas introduzindo a Microscopia da Condutibilidade do Íon (ICM), uma descoberta tecnologico verdadeira. Junto com várias técnicas ópticas da microscopia, este avanço tecnologico fornecerá uma oportunidade original e inaudita na biologia celular permitindo a estimulação localizada visada e a monitoração não-destrutiva da actividade celular precedentemente inacessíveis a outras técnicas analíticas.

Microscopia Atômica da Força (AFM) na Biologia

Embora a definição da nanômetro-escala possa ser conseguida pela microscopia de elétron (EM), as amostras devem ser congeladas, fixado, secado, e processado antes da imagem lactente do microscópio de elétron, e as mudanças morfológicas que resultam de tal processamento da amostra foram sempre um interesse principal para todos os estudos do EM. AFM, planejado originalmente para a ciência material, recebido alguma atenção adiantada para suas capacidades biológicas potenciais da imagem lactente. Contudo, é a capacidade para medir forças como indicado pela deflexão do modilhão do AFM que a pôs na proeminência em examinar propriedades mecânicas de superfícies biológicas da amostra. Ao longo do caminho, as várias técnicas de imagem lactente foram desenvolvidas para estudar estruturas biológicas e as funções que incluem o estilete material-montado inerte para as pilhas vivas da imagem lactente submersas em soluções de amortecedor fisiológicos assim como o AFM em combinação com a espectroscopia óptica. Actualmente, a tecnologia do AFM está adicionando ràpida capacidades novas para detectar várias propriedades físicas e para manipular entidades biológicas no nanoscale.

Microscopia da Condutibilidade do Íon

Independente, uma tecnologia diferente de SPM foi desenvolvida por Hansma e outros em 1989, oferecendo a um não-contacto notável a capacidade líquida da imagem lactente. Na microscopia da Condutibilidade do Íon (ICM ou SICM para o acrônimo da “exploração "), um nanopipette de vidro (Veja Figura 1) encheu com uma corrente do íon dos sentidos do eletrólito ao feedback sua posição que as amostras relativas a imergiram completamente em um amortecedor líquido. Desde Que a distância da ponta-amostra é mantida mantendo a corrente iónica constante em vez de aplicar uma força física à amostra, é uma ferramenta ideal para obter uma imagem estável de amostras biológicas macias e pegajosas.

Figo 1. Ao Contrário do AFM onde o modilhão micro-feito à máquina é usado como uma ponta de prova, o ICM utiliza uma ponta de prova da pipeta feita do vidro ou o quartzo cuja a escala interna 80~100 nanômetro para o vidro e 30 - 50 nanômetro dos diâmetros para o quartzo respectivamente.

Similar à Microscopia de Varredura da Escavação De Um Túnel no ar ambiental, o ICM opera-se no líquido sem contacto físico com a amostra. Um eléctrodo está colocado dentro da pipeta, quando outro for ficado situado em uma solução do banho (Veja Figura 2). Quando uma polarização externo é aplicada entre estes dois eléctrodos, um fluxo actual está detectado através dos íons de condução. Em terminar o circuito elétrico total, um precisa de esclarecer duas resistências elétricas no canal que supor que a resistência da solução do banho é insignificante. A primeira resistência elétrica emana da forma do frustum da pipeta quando os segundos resultados da distância entre a pipeta e a amostra surgirem. Quando a pipeta é longe da superfície, a última resistência elétrica diminui, alcançando uma corrente saturada porque a resistência devido à forma da ponta é quase constante durante a medida (Veja a Figura 3a). Enquanto a pipeta obtem mais perto da amostra contudo, o volume do canal condutor do íon entre a ponta de prova e a amostra torna-se menor (Veja a Figura 3a), tendo por resultado uma diminuição rápida da corrente iónica, que por sua vez é usada enquanto um sinal de realimentação da referência (Veja a Figura 3b). Um pode igualmente aplicar uma modulação da C.A. à técnica a fim conseguir uma operação mais estável durante a medida.

Figo. 2. No ICM, um fluxo actual entre dois eléctrodos é detectado através dos íons de condução na solução. Enquanto a pipeta obtem mais perto da superfície da amostra, o volume de canal condutor do íon entre dois eléctrodos torna-se menor, ràpida diminuindo a corrente iónica.

Embora o ICM fosse desenvolvido há muitos anos, não foi amplamente utilizado durante a última década devido à complexidade da instrumentação e a instabilidade operacional subseqüente, em particular a grande exigência da Z-Largura de faixa para o feedback Z-Servo apropriado, um gargalo chave supera pelo XE-Bio.

Figo. 3. Diagrama Esquemático da Operação de SICM

Imagem Lactente Viva da Membrana de Pilha com SICM

A membrana de pilha é provavelmente o componente o mais importante de uma pilha. A Maioria de actividades celulares são negociadas através da membrana, a única estrutura celular encontrada em todos os tipos de pilhas em organismos vivos. Contudo, é extremamente difícil monitorar uma membrana de pilha viva na escala do nanômetro. Em particular, a transparência da membrana faz virtualmente impossível observar com microscopia óptica.

Figura 4 mostra imagens de SICM das pilhas COS-1 vivas, que são transformadas do fibroblasto CV-1 com vírus símio 40 (SV40) do macaco verde Africano adulto do rim normal. As pilhas eram vivas e estáveis durante a duração inteira da imagem lactente do ICM, não mostrando nenhum sinal da deterioração física. A linha do fibroblasto adere ao vidro e ao plástico na cultura e é utilizada geralmente como um anfitrião do transfection. As setas amarelas nos Figos. (b) mostra 4 (a) e 4 como os fibroblasto se comportam quando as duas membranas de pilha crescente colidirem. Frequentemente, duas pilhas vizinhas exibem níveis diferentes de actividade das pestanas segundo as indicações dos Figos. 4 (c) e 4 (d). Uma densidade Mais Alta da estrutura das pestanas pode ser observada no fibroblasto A comparado a B e tais densidades diferentes são ainda mais evidentes na imagem da fase da Figura 4 (d). Tais diferenças estruturais são quase impossíveis de observar com uma microscopia óptica ou um AFM tradicional. A imagem da topografia do ICM da pilha do pulmão do rato na Figura 5 (a) mostra agradàvel que os detalhes de uma pilha viva o cujo meça a imagem são completamente diferentes na pilha inoperante e secada. Além Disso, a imagem actual do erro do ICM na Figura 5 (b) indica a marca da tracção da pilha na parte inferior após a contracção da pilha da pilha de músculo viva do rato (C2C12). Imagens Consecutivas do ICM na Figura 6 microvilli da mostra na superfície da pilha e nas estruturas sustentadas da membrana de pilha durante zumbir no processo.

Figo. 4. Imagens de SICM da pilha COS-1 viva: (a) e (c) são as imagens de SICM cujo o tamanho da varredura é 30 um e 40 um, respectivamente. (b) e (d) são imagens correspondentes da fase.

Figo. 5. Topografia do ICM de imagens actuais vivas da pilha do pulmão do rato (a) e do erro do ICM da pilha de músculo viva do rato (C2C12) (b)

Figo. 6. SICM da pilha de fígado

Estimulação e Monitoração Localizadas Visadas da Actividade Celular

Usar uma pipeta enchida líquido para o ICM em vez de um modilhão do silicone para o AFM abre caminhos para possibilidades analíticas novas. O Ideal para amostras biológicas macias da imagem lactente no líquido, tal como pilhas vivas, ICM pode facilmente ser adaptado a um anfitrião da estimulação bioquímica qualitativa e quantitativa em únicos pilhas e estudos da mobilidade da pilha, cujas as aplicações incluem a estimulação e monitoração localizadas visadas (Veja Figura 7), e na entrega celular da droga. Na estimulação localizada visada, uma induz um movimento da pilha aplicando uma pressão localizada através do furo da pipeta e monitora as respostas subseqüentes. Além Disso, a capacidade funcional do ICM pode ser estendida ao estudo da dinâmica viva da pilha em resposta à estimulação visada do produto químico ou da droga, conseguindo electrofisiologia precisamente controlada no nanoscale. O campo da única pesquisa da pilha é agora acessível a todos que está interessado dentro, e esta técnica poderosa do ICM revolucionará o campo da Biologia Celular que inclui a pesquisa da entrega da droga.

Figo. 7. A estimulação localizada Visada pode ser realizada aplicando uma pressão controlada através do furo da pipeta cuja a superfície do vidro pode ser functionalized pela necessidade do cliente.

Solução Nova da Bio-Convergência, XE-Bio

Os Sistemas do Parque introduziram a XE-Bio, uma bio solução de possibilidade para o biomedical e ciência da vida, excepcionalmente combinando a Microscopia Atômica da Força do não-contacto (AFM) e a Microscopia da Condutibilidade do Íon (ICM). O projecto modular do XE-Bio permite a troca fácil entre o AFM e o ICM noncontact. Projetado para a operação não invasora do em-líquido, a capacidade combinada da imagem lactente do AFM, o ICM, e a microscopia óptica invertida fazem o XE-Bio ideal para amostras biológicas da imagem lactente em condições dinâmicas tais como pilhas vivas no líquido. Além Disso, o ICM pode mais ser adaptado para permitir um anfitrião de aplicações poderosas na electrofisiologia do nanoscale.

Source: Sistemas do Parque

Para obter mais informações sobre desta fonte visite por favor Sistemas do Parque.

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

Last Update: 20. September 2013 04:57

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