SICM技术：活细胞纳米级别表面研究的利器
---英国Ionscope公司扫描离子电导显微镜
扫描离子电导显微镜技术( scanning ion conductancemicroscopy , SICM)是在纳米尺度进行非导电的生物样品成像的一种新型扫描探针显微镜（scanning probe microscopy , SPM）技术，为生命科学、物理学以及材料科学的功能化研究提供了一种新型的高分辨率拓扑成像技术。
工作原理
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当玻璃微探针接近样品表面时,空间距离的减小会限制离子自由流入玻璃微 探针,离子电导随之减小,实时监测离子电导的变化并通过负反馈控制来维持 流入探针离子电导的恒定,从而控制探针保持恒定距离(非接触地)在样品表 面扫过,记录扫描探针的位置即可得到被测样品的三维拓扑形貌。 |
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创新的设计
Ionscope 公司Icnano 扫描离子电导显微镜作为新一代的研究工具，拥有 诸多**设计。纳米尺度的玻璃微滴管探针（nanopipette）由标准的微滴 管拉置仪制作，操作简单且成本低廉。SICM与其他纳米级的成像装置不同 之处在于：SICM通过感应流入玻璃探针的离子电流而不需通过引、斥力生 成图像，因此扫描过程中不存在与样品表面的力接触。
SICM特点：
● 扫描探针显微镜 (SPM)家族中的最新成员；
● 非接触（零作用力）地对浸泡在液体中的样品进行高分辨率探测；
● 在成像过程中不对样品产生任何相互作用和影响的第一种也是唯一一种高分辨率成像技术。
最大的优势：可对生物样本进行无接触的扫描，X，Y，Z轴扫描范围高达100UM几乎可以对任何大小和形状细胞形貌成像，使得ICnano成为以下研究的理想工具：
| ● 生理条件下活细胞/细菌扫描成像—样本准备简单，无需固定样本，
● 柔软表面如高分子材料或脂质筏 |
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| ● 电生理学
● 牙齿/骨骼应用 ● 生物污损 ● 腐蚀 |
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SICM技术开放性良好：可以和其他技术整合应用。 ● 光学/共聚焦/FRET/TIRF显微镜 ● 电生理学/膜片钳研究 ● 纳米力学特性研究 ● 纳米沉积/纳米注射 |
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扫描离子电导显微镜技术在纳米生物学研究中的部分应用实例
细胞膜表面形貌成像
Korchev 教授及其研究组利用经改进的扫描离子电导显微镜技术，先后研究黑色素瘤细胞肾上皮细胞、心肌细胞、精子细胞、神经元等多种细胞膜表面的特有微观结构与相应功能的关系。
德国维尔茨堡大学，伦敦帝国学院等处的科学家将高倍显微镜与活细胞扫描离子电导显微镜相结合来研究大鼠与小鼠的心肌细胞，在最新的一期Science杂志(2010,2)上发表研究新进展文章β2-Adrenergic Receptor Redistribution in Heart Failure Changes cAMP Compartmentation，解析一种影响心脏跳动的分子。
Gorelik 等人还利用扫描离子电导显微镜技术实时跟踪研究细胞膜表面纳米尺度微结构的动态形成过程。
高分辨率膜片钳技术:
Gu等[利用这种高分辨率的膜片钳技术系统研究心肌细胞膜表面多种离子通道的分布与表面特定微观结构的关系。Gorelik 等利用聪明膜片钳技术在肾上皮细胞微绒毛上同时记录到钾离子和氯离子通道。
纳米沉积/纳米注射
Bruckbauer 等和Ying 等利用扫描离子电导显微镜玻璃微滴管扫描探针及精确输送技术来制备蛋白芯片及基因芯片。
详细信息请见：
http://www.genetimes.com.cn/html/yq_s.asp?p_id=149&p_name=英国Ionscope扫描离子电导显微镜