JP2011511286A5

JP2011511286A5 -

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Publication number: JP2011511286A5
Application number: JP2010544789A
Authority: JP
Filing date: 2009-02-02
Publication date: 2012-03-22
Anticipated expiration: 2029-02-02

Description

本発明のさらなる態様では、ピペット（プローブ）が表面に接近する時のイオン電流の減衰を用いて、この点における試料の表面曲率および機械的特性についての情報を決定する。電流の減衰の仕方には、表面に関するこれらの両方の追加特性の情報が含まれていて、トポグラフィーなども同様である。表面が軟らかい場合に、同様のイオン電流の減衰を得るためにはより下方へ動く必要があるが、ピペットが表面に近づく際に加わる力により、表面が離れていってしまうためである。表面がより湾曲している場合にも、ピペットはより下方へ動く必要がある。アプローチカーブを解析し、また追加的に同一位置において異なる印加電圧を用いて接近することで、加える力を変化させ、さらなる情報を得ることでき、ひいてはこれら追加的特性のマッピングを同時に行うことができる。したがって、本発明により、試料のトポグラフィーなどのその他の表面特性をマッピングすることが可能となる。これにより、例えば細胞膜下の細胞骨格など目的とする特徴を、より簡単に見つけだすことを可能とする鮮明なコントラストの画像を得ることができる。

実施例３−生細胞におけるイオンチャネルのマッピング
細胞膜上のイオンチャネルをマッピングすることは、生物学において大きな関心事の１つである。ホッピングモードでは、生きたニューロンを刺激し、それらのイオンチャネルを細胞膜の脱分極によって開かせた。ニューロンの応答は、同時走査とともに蛍光検出を用いて測定された。高カルシウム濃度に感受性のfluo4色素で細胞を負荷し、カリウムを含む溶液でピペットを満たした。ピペットが表面に近い間に、ピペット先端から放出されるカリウムイオンによって細胞膜が脱分極し、それにより細胞膜がそのカルシウムチャネルを開かせた。カルシウムイオンは、これらのチャネルを介して細胞に入り、fluo4に結合し、色素に蛍光を生じさせた。

Claims

走査型イオンコンダクタンス顕微鏡法（ＳＩＣＭ）を用いた表面を調べるための方法であって、
ａ）表面領域内のそれぞれ離れた位置において、ＳＩＣＭプローブを表面近くに繰り返し動かし、各位置における表面高さを測定する工程、
ｂ）前記表面高さ測定に基づいて前記領域の表面粗さまたはその他の表面特性を試算する工程、および、
ｃ）前記領域内のそれぞれ離れた位置において、前記プローブを表面の近くに繰り返し動かし（回数および前記位置は領域における前記試算された表面粗さまたはその他の表面特性に基づいたものである。）、前記表面粗さまたはその他の表面特性に適合した分解能で前記領域の画像を取得する工程、
を含むことを特徴とする、前記表面を調べるための方法。
前記工程ｂ）およびｃ）が、必要とする解像度によって反復的に繰り返される、請求項１に記載の表面を調べるための方法。
各位置においてプローブを表面の近くに動かす前記工程が、その位置における表面の高さよりもより遠距離から各位置に接近することによって行われる、請求項１または２に記載の表面を調べるための方法。
前記プローブの横方向の動きが、前記プローブが表面から離れているときのみ行われる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の表面を調べるための方法。
走査プローブを表面の近くに動かす前記工程中において、測定するプローブ電流が事前に設定された閾値に達する時に前記接近が終了する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の表面を調べるための方法。
前記閾値が、プローブが表面から離れている時に測定されたプローブ電流に基づくものである、請求項５に記載の表面を調べるための方法。
プローブ電流が０．２５％〜１％減少した時に前記接近が終了する、請求項５又は６に記載の表面を調べるための方法。
各測定において、前記プローブが移動する、前記表面から離れている位置から前記閾値の位置までの距離が１μｍよりも大きい、請求項６に記載の表面を調べるための方法。
走査プローブを表面の近くに動かす前記工程中、接近率または速度が一定である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の表面を調べるための方法。
プローブ電流とプローブから表面までの距離との個別の関係が、各測定位置で決定される、請求項１〜９のいずれか１項に記載の表面を調べるための方法。
前記プローブが表面から離れている時と前記プローブが表面の近くにある時との走査測定値を得て、第一の測定値から第二の測定値を差し引くことによって表面の差分マップを取得する、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の表面を調べるための方法。
作用因子またはその他の刺激が前記プローブの先端において適用され、前記表面から離れた位置と前記表面の近い位置とで前記作用因子または刺激への応答が測定され、第一の測定値からの第二の測定値を差し引くことにより前記表面の差分マップが得られる、請求項１１に記載の表面を調べるための方法。
表面構造により活性化される蛍光色素分子の存在下で行われ、レーザー光の焦点が前記プローブの先端に合わせられて蛍光が測定され、前記表面から離れた位置と前記表面に近い位置とで走査測定値が蛍光測定値とともに取得され、第一の蛍光測定値から第二の蛍光測定値を差し引くことにより蛍光の位置ごとの変化を明らかとする、請求項１１に記載の表面を調べるための方法。
プローブを表面の近くに動かす前記工程中、個別の閾値で前記接近が終了し画像を取得する、請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の表面を調べるための方法。
プローブ電流が１％、５％および１０％減少した時に前記接近が終了する、請求項１４に記載の表面を調べるための方法。
工程（ｂ）および（ｃ）が、試算された表面粗さを用いて行われる、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の表面を調べるための方法。
工程（ｂ）および（ｃ）が、蛍光シグナルの存在を測定することにより行われる、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の表面を調べるための方法。
画像がプローブ電流における複数の異なる閾値で取得され、得られた結果の差によって、表面の機械的特性に関する情報を得る、または前記表面の下の構造に関する情報を明らかにする、請求項５またはそれに従属する請求項のいずれか１項に記載の表面を調べるための方法。
工程（ｃ）が異なる印加電圧で行われ、得られた結果における差によって前記表面の機械的特性に関する情報を得る、または前記表面の下層の構造に関する情報を明らかとする、請求項１〜１７のいずれか１項に記載の表面を調べるための方法。
走査型プローブ顕微鏡法を行うための装置であって、
（ｉ）走査プローブ、
（ｉｉ）走査しようとする表面からの前記プローブの先端の距離を測定および／または制御する手段、
（ｉｉｉ）前記表面に対して横方向に前記プローブを動かす手段、
を含み、前記プローブの先端の距離を測定および／または制御する前記手段が異なる応答時間の２つのピエゾアクチュエータを含むことを特徴とする、
前記走査型プローブ顕微鏡法を行うための装置。
走査型イオンコンダクタンス顕微鏡である、請求項２０に記載の装置。
第１ピエゾアクチュエータの移動範囲が少なくとも１００μｍであり、第２ピエゾアクチュエータの移動範囲が５０μｍ未満である、請求項２０または２１に記載の装置。