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扫描离子电导显微镜的研制与实现
  • ISSN号:1007-2276
  • 期刊名称:红外与激光工程
  • 时间:2014.6.25
  • 页码:1894-1898
  • 分类:TP23[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]中国科学院沈阳自动化研究所机器大学国家重点实验室,辽宁沈阳110016, [2]中国科学院大学,北京100049
  • 相关基金:国家自然科学基金(61175103);中国科学院科研装备研制项目(YZ201245);中国科学院与国家外国专家局创新团队国际合作伙伴计划
  • 相关项目:纳米操作机器人同步触发机械门控离子通道
中文摘要:

在微纳米尺度上对活细胞高分辨率成像对生命科学研究具有重要的意义,其将有助于再现正在发生的生命过程、检测细胞对外界刺激做出的响应,甚至观测某些蛋白簇在细胞膜表面的运动。然而直到今天,仍然没有很好的实现上述目标。扫描离子电导显微镜(SICM)由于其真正的非接触、高分辨、无损独特成像方式,规避了扫描过程中探针与样品表面发生力的接触,得到越来越多的关注和广泛的应用。从系统的角度阐述自制SICM系统的设计、硬件集成及跳跃模式扫描算法的实现,并通过对聚二甲基硅氧烷(PDMS)栅格成像以及与原子力显微镜(AFM)成像结果的对比,验证了系统功能的正确性和有效性;最后开展了生理环境下活体细胞的原位扫描成像实验,初步获取了活体神经细胞轴突结构的三维形貌图像。SICM的成功搭建,将为人们深入了解生理条件下活体生物样品表面微观结构与功能机理等提供有效的研究方法与手段。

英文摘要:

High-resolution imaging of living cell at the micro-/nano-scale is important for life science research. It may help to observe biological activities of cells, and to detect cell responses to external stimuli and even movements of some protein molecules in cell membranes. However, there have not been effective methods to realize such objectives yet. Scanning ion conductance microscope (SICM) has been widely applied in many fields and is receiving increasing attention due to its non-contact, force-free, and high-resolution imaging features. Herein, a design of SICM, including hardware integration and scanning algorithms, was introduced from the point of view of system firstly; then the feasibility and effectiveness of the system was evaluated through comparison of PDMS gratings measurements by SICM and AFM;finally, in situ experiments of living-cell imaging in physiological environment had been carded out, and the topography of living neuro-2A cell had been successfully obtained. The well-established scanning ion conductance microscope will provide an effective tool for investigating functional mechanism and micro- structure on the surface of living biological samples.

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期刊信息
  • 《红外与激光工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国航天科工集团
  • 主办单位:天津津航技术物理研究所
  • 主编:张锋
  • 地址:天津市空港经济区中环西路58号
  • 邮编:300308
  • 邮箱:irla@csoe.org.cn
  • 电话:022-58168883 /4/5
  • 国际标准刊号:ISSN:1007-2276
  • 国内统一刊号:ISSN:12-1261/TN
  • 邮发代号:6-133
  • 获奖情况:
  • 1996年获航天系统第五次科技期刊评比三等奖,1998年获航天系统第六次科技期刊评比二等奖,1997-2001年在天津市科技期刊评估中被评为一级期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:17466