SICM技術：活細胞納米級別表面研究的利器
??????????????????????? ---英國Ionscope公司掃描離子電導顯微鏡
掃描離子電導顯微鏡技術( scanning ion conductancemicroscopy , SICM)是在納米尺度進行非導電的生物樣品成像的一種新型掃描探針顯微鏡（scanning probe microscopy , SPM）技術，為生命科學、物理學以及材料科學的功能化研究提供了一種新型的高分辨率拓撲成像技術。
工作原理
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當玻璃微探針接近樣品表面時,空間距離的減小會限制離子自由流入玻璃微 探針,離子電導隨之減小,實時監測離子電導的變化并通過負反饋控制來維持 流入探針離子電導的恒定,從而控制探針保持恒定距離(非接觸地)在樣品表 面掃過,記錄掃描探針的位置即可得到被測樣品的三維拓撲形貌。 |
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創新的設計
Ionscope 公司Icnano 掃描離子電導顯微鏡作為新一代的研究工具，擁有 諸多**設計。納米尺度的玻璃微滴管探針（nanopipette）由標準的微滴 管拉置儀制作，操作簡單且成本低廉。SICM與其他納米級的成像裝置不同 之處在于：SICM通過感應流入玻璃探針的離子電流而不需通過引、斥力生 成圖像，因此掃描過程中不存在與樣品表面的力接觸。
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SICM特點：
???????? ?● 掃描探針顯微鏡 (SPM)家族中的最新成員；
????????? ● 非接觸（零作用力）地對浸泡在液體中的樣品進行高分辨率探測；
??????????● 在成像過程中不對樣品產生任何相互作用和影響的第一種也是唯一一種高分辨率成像技術。
最大的優勢：可對生物樣本進行無接觸的掃描，X，Y，Z軸掃描范圍高達100UM幾乎可以對任何大小和形狀細胞形貌成像，使得ICnano成為以下研究的理想工具：
| ???????? ●?生理條件下活細胞/細菌掃描成像—樣本準備簡單，無需固定樣本，
?????????● 柔軟表面如高分子材料或脂質筏 |
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| ???????? ●?電生理學
?????????● 牙齒/骨骼應用 ?????????● 生物污損 ?????????● 腐蝕 |
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? SICM技術開放性良好：可以和其他技術整合應用。 ?????? ● 光學/共聚焦/FRET/TIRF顯微鏡 ?????? ●?電生理學/膜片鉗研究 ?????? ●?納米力學特性研究 ???????●?納米沉積/納米注射 |
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掃描離子電導顯微鏡技術在納米生物學研究中的部分應用實例
細胞膜表面形貌成像
Korchev 教授及其研究組利用經改進的掃描離子電導顯微鏡技術，先后研究黑色素瘤細胞腎上皮細胞、心肌細胞、精子細胞、神經元等多種細胞膜表面的特有微觀結構與相應功能的關系。
德國維爾茨堡大學，倫敦帝國學院等處的科學家將高倍顯微鏡與活細胞掃描離子電導顯微鏡相結合來研究大鼠與小鼠的心肌細胞，在最新的一期Science雜志(2010,2)上發表研究新進展文章β2-Adrenergic Receptor Redistribution in Heart Failure Changes cAMP Compartmentation，解析一種影響心臟跳動的分子。
Gorelik 等人還利用掃描離子電導顯微鏡技術實時跟蹤研究細胞膜表面納米尺度微結構的動態形成過程。
高分辨率膜片鉗技術:
Gu等[利用這種高分辨率的膜片鉗技術系統研究心肌細胞膜表面多種離子通道的分布與表面特定微觀結構的關系。Gorelik 等利用聰明膜片鉗技術在腎上皮細胞微絨毛上同時記錄到鉀離子和氯離子通道。
納米沉積/納米注射
Bruckbauer 等和Ying 等利用掃描離子電導顯微鏡玻璃微滴管掃描探針及精確輸送技術來制備蛋白芯片及基因芯片。
詳細信息請見：
http://www.genetimes.com.cn/html/yq_s.asp?p_id=149&p_name=英國Ionscope掃描離子電導顯微鏡