CN105445499B - 扫描离子电导显微镜玻璃探针夹持与照明装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种扫描离子电导显微镜（SICM）的玻璃微探针夹持与照明装置，主要包括固定玻璃微探针的夹持模块和为SICM扫描测量提供照明的光源系统，其中夹持模块主要由装置基座、安装在基座底部腔体内的密封圈、通过螺纹与基座下端固联的管帽、通过螺纹与基座上端左侧孔固联的电气插头座，密封圈、固定在插头座内的插针、与插针通过焊接方法连接的Ag/AgCl电极丝构成。所述光源系统由固定在基座顶端的透镜、通过螺纹与基座顶端固联的电池座、固定在电池座底部的高亮LED、安置在电池座内部的纽扣电池、以及固定在电池座顶部的开关。本发明结构简单、紧凑、集成度高，不仅能对玻璃微探针实现可靠夹持，而且在SICM扫描测量过程中能为观测探针尖端进入工作区情况提供照明，有助于优化扫描离子电导显微镜的结构，提高玻璃探针进入工作区的效率。

Description

扫描离子电导显微镜玻璃探针夹持与照明装置
技术领域
本发明涉及一种活体细胞表面形貌扫描测量仪SICM的玻璃探针夹持与照明装置，属于扫描探针显微技术领域。
背景技术
扫描离子电导显微镜通过实时监测玻璃探针中通过的离子电流，负反馈控制探针尖端与样品表面的距离，从而达到对活体细胞表面微观结构进行实时、连续、非接触，高分辨成像，在活体细胞检测和软界面研究领域有着十分广泛的应用前景。目前，扫描离子电导显微镜均采用膜片钳电极夹持器来固定玻璃微探针。不同于膜片钳测量，扫描离子电导显微镜探针与倒置显微镜载物台互相垂直，使得倒置显微镜的顶光源无法通过现有的探针夹持器将光照射到探针尖端，必须借助外部光源来提高倒置显微镜视场的亮度，来观测玻璃微探针尖端进人工作区的情况。但是为了提高扫描离子电导显微镜测量系统的抗干扰能力，通常扫描离子电导显微镜的三维扫描头被置于屏蔽箱体内，狭小的空间使得在其内部安置光源很困难，而利用外部冷光源，则需要将屏蔽箱门打开，斜向照射探针尖端，才能观测到探针尖端进入工作区的情况。这在一定程度上降低了箱体的屏蔽效果，也影响了扫描离子电导显微镜的性能。此外，现有玻璃探针夹持器的电气插座与基座均固联在一起，无法拆卸，且价格昂贵。当Ag/AgCl 电极丝折断后，则必须更换新的玻璃探针夹持器。因此，尽快开发出Ag/AgCl 电极丝可更换，并集成了照明光源的新型玻璃探针夹持装置，对于优化扫描离子电导显微镜的结构，提高玻璃微探针尖端进入工作区的效率，以及降低成本有重要的帮助。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于扫描离子电导显微镜的玻璃探针夹持与照明装置。本发明要求在SICM扫描测量过程中，玻璃探针夹持器既能可靠夹持玻璃微探针，也能为利用倒置显微镜观察探针尖端进入工作区提供照明，同时Ag/AgCl 电极丝可更换。
为了达到上述目的，本发明的技术解决方案为：
提供一种用于扫描离子电导显微镜的玻璃微探针夹持与照明装置，主要包括固定玻璃微探针的夹持模块和为SICM扫描测量提供照明的光源系统，其中夹持模块主要由装置基座、安装在基座底部腔体内的紧固密封圈、通过螺纹与基座下端固联的管帽、与基座上端左侧孔固联的电气接头座，固定在电气接头座内的插针、与插针通过焊接方法连接的Ag/AgCl电极丝构成。所述光源系统由固定在基座顶端腔体内的透镜、通过螺纹与基座顶端固联的电池座、固定在电池座底部的高亮LED、安置在电池座内部的纽扣电池、以及固定在电池座顶部的开关组成。
在上述技术方案中，为了实现对玻璃微探针的可靠夹持和方便更换电极丝，装置基座采用空心管状结构，左右结构对称，呈十字架状，左端孔衬有密封圈经螺纹配装电气接头座，右端孔与基座内腔连通，用于连接负压装置。玻璃微探针从基座底部插入，由管帽挤压紧固密封圈固定，基座上部左右两侧的孔与基座内腔均联通，便于Ag/AgCl电极丝的更换。
在上述技术方案中，为了将光源集成到玻璃探针夹持器上，并将光投射到探针尖端，在基座顶部内腔安装凸透镜，置于玻璃微探针内部的Ag/AgCl电极丝将玻璃微探针顶部端面限制在透镜焦距内侧，确保高亮LED发出的光经透镜汇聚后，照射到玻璃微探针顶部，经玻璃微探针管壁将光传递到探针尖端，为观察探针尖端进入工作区提供照明。
本发明的玻璃探针夹持与照明装置具有结构紧凑、集成度高的特点，既能对玻璃微探针进行可靠夹持，又能为利用倒置显微镜观测玻璃微探针尖端进入工作区情况提供照明，对于优化扫描离子电导显微镜的结构，提高玻璃微探针尖端进入工作区的效率，以及降低成本有重要的帮助。
附图说明
图1是扫描离子电导显微镜玻璃探针夹持装置的三维结构示意图。
图2是玻璃探针夹持装置的主视图、俯视图和局部剖视图。
图3 是玻璃探针夹持器照明系统的光路原理图。
在上述附图中，各图示标号所标识的对象为：1-基座；2-紧固密封圈；3-管帽；4-玻璃微探针；5-透镜；6-高亮LED；7-纽扣电池；8-开关；9-电池座；10-密封圈；11-插针；12-电气插头座；13-Ag/AgCl 电极丝；14-培养皿。
具体实施方式
下面结合附图说明给出本发明的一个实施例，通过实施例对本发明作进一步的说明。需要特别指出的是，本发明的具体实施方式不限于实施例所描述的形式。
参阅图1、图2，本发明所述的是一种用于扫描离子电导显微镜的玻璃微探针夹持与照明装置，由探针夹持模块和光源系统构成。其中夹持模块主要由基座（1）、安装在基座底部腔体内的紧固密封圈（2）、通过螺纹与基座下端固联的管帽（3）、通过螺纹与基座上端左侧孔固联的电气接头座（12），密封圈（10）、固定在插头内的插针（11）、与插针通过焊接方法连接的Ag/AgCl电极丝（13）构成。当玻璃微探针从基座底部插入，由管帽挤压紧固密封圈固定，
图2和图3描述了为SICM扫描测量提供照明的光源系统的实施结构。光源系统由固定在基座顶端腔体内的透镜（5）、通过螺纹与基座顶端固联的电池座（9）、固定在电池座底部的高亮LED（6）、安置在电池座内部的纽扣电池（7）、以及固定在电池座顶部的开关（8）组成。置于玻璃微探针内部的Ag/AgCl电极丝将玻璃微探针顶部端面限制在透镜焦距内侧，确保高亮LED发出的光经透镜汇聚后，照射到玻璃探针顶部，经玻璃微探针管壁将光传递到探针尖端，为观察探针尖端进入工作区提供照明。
配有本发明的扫描离子电导显微镜，在对活体生物细胞表面形貌进行测量时的典型测量过程如下：
当利用扫描离子电导显微镜对样品进行扫描测量时，首先将新拉制的玻璃微探针注入0.1mol/L的NaCl或KCl溶液，并利用探针夹持装置将其固定在Z向运动平台上，同时将样品放入培养皿中（其溶液与注入玻璃微探针中的溶液一致），打开玻璃微探针夹持装置的光源系统开关。高亮LED发出的光经过透镜聚焦，沿玻璃微探针管壁传递到探针尖端，利用倒置显微镜手动驱动探针尖端入液，进入工作区，然后切换到自动模式对样品进行扫描测量。
本发明提供的玻璃探针夹持与照明装置结构紧凑、集成度高，既能对玻璃微探针进行可靠夹持，又能为利用倒置显微镜观测玻璃微探针尖端进入工作区情况提供照明。本发明是一种玻璃微探针通用夹持装置，即可用于扫描离子电导显微镜，也可用于膜片钳测量。

Claims (4)

1.一种扫描离子电导显微镜SICM的玻璃微探针夹持与照明装置，包括固定玻璃微探针的夹持模块和为SICM扫描测量提供照明的光源系统，其中夹持模块由基座(1)、安装在基座底部腔体内的紧固密封圈(2)、通过螺纹与基座下端固联的管帽(3)、通过螺纹与基座上端左侧孔固联的电气接头座(12)，密封圈(10)、固定在插头内的插针(11)、与插针通过焊接方法连接的Ag/AgCl电极丝(13)构成；所述光源系统由固定在基座顶端腔体内的透镜(5)、通过螺纹与基座顶端固联的电池座(9)、固定在电池座底部的高亮LED(6)、安置在电池座内部的纽扣电池(7)、以及固定在电池座顶部的开关(8)组成。
2.根据权利要求1所述的一种扫描离子电导显微镜SICM的玻璃微探针夹持与照明装置，其特征在于基座为空心管状结构，左右结构对称，呈十字架状，左端孔衬有密封圈(10)经螺纹配装电气接头座(12)，右端孔与基座内腔连通，用于连接负压装置；玻璃微探针(4)从基座(1)底部插入，由管帽(3)挤压紧固密封圈(2)固定。
3.根据权利要求1或2所述的一种扫描离子电导显微镜SICM的玻璃微探针夹持与照明装置，其特征在于电气接头座(12)通过螺纹与基座(1)左端孔联接，插针固定在电气插头内，并与Ag/AgCl电极丝通过焊接联接，电气接头可拆卸，便于电极丝更换，延长玻璃微探针夹持装置的使用寿命。
4.根据权利要求1所述的一种扫描离子电导显微镜SICM的玻璃微探针夹持与照明装置，其特征在于固定在电池座底部的高亮LED(6)发出的光通过透镜(5)将光汇聚成一点投射到玻璃微探针(4)顶部，光沿玻璃探针管壁传递到探针尖端，玻璃探针顶部端面到透镜的距离通过Ag/AgCl电极丝来限位。
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