掃描離子電導顯微鏡玻璃探針夾持與照明裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種活體細胞表面形貌掃描測量儀SICM的玻璃探針夾持與照明裝置，屬于掃描探針顯微技術領域。
【背景技術】
[0002]掃描離子電導顯微鏡通過實時監測玻璃探針中通過的離子電流，負反饋控制探針尖端與樣品表面的距離，從而達到對活體細胞表面微觀結構進行實時、連續、非接觸，高分辨成像，在活體細胞檢測和軟界面研究領域有著十分廣泛的應用前景。目前，掃描離子電導顯微鏡均采用膜片鉗電極夾持器來固定玻璃微探針。不同于膜片鉗測量，掃描離子電導顯微鏡探針與倒置顯微鏡載物臺互相垂直，使得倒置顯微鏡的頂光源無法通過現有的探針夾持器將光照射到探針尖端，必須借助外部光源來提高倒置顯微鏡視場的亮度，來觀測玻璃微探針尖端進人工作區的情況。但是為了提高掃描離子電導顯微鏡測量系統的抗干擾能力，通常掃描離子電導顯微鏡的三維掃描頭被置于屏蔽箱體內，狹小的空間使得在其內部安置光源很困難，而利用外部冷光源，則需要將屏蔽箱門打開，斜向照射探針尖端，才能觀測到探針尖端進入工作區的情況。這在一定程度上降低了箱體的屏蔽效果，也影響了掃描離子電導顯微鏡的性能。此外，現有玻璃探針夾持器的電氣插座與基座均固聯在一起，無法拆卸，且價格昂貴。當Ag/AgCl電極絲折斷后，則必須更換新的玻璃探針夾持器。因此，盡快開發出Ag/AgCl電極絲可更換，并集成了照明光源的新型玻璃探針夾持裝置，對于優化掃描離子電導顯微鏡的結構，提高玻璃微探針尖端進入工作區的效率，以及降低成本有重要的幫助。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題是提供一種用于掃描離子電導顯微鏡的玻璃探針夾持與照明裝置。本發明要求在SICM掃描測量過程中，玻璃探針夾持器既能可靠夾持玻璃微探針，也能為利用倒置顯微鏡觀察探針尖端進入工作區提供照明，同時Ag/AgCl電極絲可更換。
[0004]為了達到上述目的，本發明的技術解決方案為:
提供一種用于掃描離子電導顯微鏡的玻璃微探針夾持與照明裝置，主要包括固定玻璃微探針的夾持模塊和為SICM掃描測量提供照明的光源系統，其中夾持模塊主要由裝置基座、安裝在基座底部腔體內的緊固密封圈、通過螺紋與基座下端固聯的管帽、與基座上端左側孔固聯的電氣接頭座，固定在電氣接頭座內的插針、與插針通過焊接方法連接的Ag/AgCl電極絲構成。所述光源系統由固定在基座頂端腔體內的透鏡、通過螺紋與基座頂端固聯的電池座、固定在電池座底部的高亮LED、安置在電池座內部的紐扣電池、以及固定在電池座頂部的開關組成。
[0005]在上述技術方案中，為了實現對玻璃微探針的可靠夾持和方便更換電極絲，裝置基座采用空心管狀結構，左右結構對稱，呈十字架狀，左端孔襯有密封圈經螺紋配裝電氣接頭座，右端孔與基座內腔連通，用于連接負壓裝置。玻璃微探針從基座底部插入，由管帽擠壓緊固密封圈固定，基座上部左右兩側的孔與基座內腔均聯通，便于Ag/AgCl電極絲的更換。
[0006]在上述技術方案中，為了將光源集成到玻璃探針夾持器上，并將光投射到探針尖端，在基座頂部內腔安裝凸透鏡，置于玻璃微探針內部的Ag/AgCl電極絲將玻璃微探針頂部端面限制在透鏡焦距內側，確保高亮LED發出的光經透鏡匯聚后，照射到玻璃微探針頂部，經玻璃微探針管壁將光傳遞到探針尖端，為觀察探針尖端進入工作區提供照明。
[0007]本發明的玻璃探針夾持與照明裝置具有結構緊湊、集成度高的特點，既能對玻璃微探針進行可靠夾持，又能為利用倒置顯微鏡觀測玻璃微探針尖端進入工作區情況提供照明，對于優化掃描離子電導顯微鏡的結構，提高玻璃微探針尖端進入工作區的效率，以及降低成本有重要的幫助。
【附圖說明】
[0008]圖1是掃描離子電導顯微鏡玻璃探針夾持裝置的三維結構示意圖。
[0009]圖2是玻璃探針夾持裝置的主視圖、俯視圖和局部剖視圖。
[0010]圖3是玻璃探針夾持器照明系統的光路原理圖。
[0011]在上述附圖中，各圖示標號所標識的對象為:1_基座;2-緊固密封圈；3-管帽；4-玻璃微探針;5-透鏡;6-高亮LED; 7-紐扣電池;8-開關;9-電池座；10-密封圈；11_插針；12-電氣插頭座；13-Ag/AgCl電極絲；14-培養皿。
【具體實施方式】
[0012]下面結合【附圖說明】給出本發明的一個實施例，通過實施例對本發明作進一步的說明。需要特別指出的是，本發明的【具體實施方式】不限于實施例所描述的形式。
[0013]參閱圖1、圖2，本發明所述的是一種用于掃描離子電導顯微鏡的玻璃微探針夾持與照明裝置，由探針夾持模塊和光源系統構成。其中夾持模塊主要由基座(1)、安裝在基座底部腔體內的緊固密封圈(2)、通過螺紋與基座下端固聯的管帽(3)、通過螺紋與基座上端左側孔固聯的電氣接頭座(12)，密封圈(10)、固定在插頭內的插針(11)、與插針通過焊接方法連接的Ag/AgCl電極絲(13)構成。當玻璃微探針從基座底部插入，由管帽擠壓緊固密封圈固定，
圖2和圖3描述了為SICM掃描測量提供照明的光源系統的實施結構。光源系統由固定在基座頂端腔體內的透鏡(5)、通過螺紋與基座頂端固聯的電池座(9)、固定在電池座底部的高亮LED(6)、安置在電池座內部的紐扣電池(7)、以及固定在電池座頂部的開關(8)組成。置于玻璃微探針內部的Ag/AgCl電極絲將玻璃微探針頂部端面限制在透鏡焦距內側，確保高亮LED發出的光經透鏡匯聚后，照射到玻璃探針頂部，經玻璃微探針管壁將光傳遞到探針尖端，為觀察探針尖端進入工作區提供照明。
[0014]配有本發明的掃描離子電導顯微鏡，在對活體生物細胞表面形貌進行測量時的典型測量過程如下:
當利用掃描離子電導顯微鏡對樣品進行掃描測量時，首先將新拉制的玻璃微探針注入0.lmol/L的NaCl或KC1溶液，并利用探針夾持裝置將其固定在Z向運動平臺上，同時將樣品放入培養皿中(其溶液與注入玻璃微探針中的溶液一致)，打開玻璃微探針夾持裝置的光源系統開關。高亮LED發出的光經過透鏡聚焦，沿玻璃微探針管壁傳遞到探針尖端，利用倒置顯微鏡手動驅動探針尖端入液，進入工作區，然后切換到自動模式對樣品進行掃描測量。
[0015]本發明提供的玻璃探針夾持與照明裝置結構緊湊、集成度高，既能對玻璃微探針進行可靠夾持，又能為利用倒置顯微鏡觀測玻璃微探針尖端進入工作區情況提供照明。本發明是一種玻璃微探針通用夾持裝置，即可用于掃描離子電導顯微鏡，也可用于膜片鉗測量。
【主權項】
1.一種掃描離子電導顯微鏡(SICM)的玻璃微探針夾持與照明裝置，包括固定玻璃微探針的夾持模塊和為SICM掃描測量提供照明的光源系統，其中夾持模塊主要由基座(1)、安裝在基座底部腔體內的緊固密封圈(2)、通過螺紋與基座下端固聯的管帽(3)、通過螺紋與基座上端左側孔固聯的電氣接頭座(12)，密封圈(10)、固定在插頭內的插針(11)、與插針通過焊接方法連接的Ag/AgCl電極絲(13)構成;所述光源系統由固定在基座頂端腔體內的透鏡(5)、通過螺紋與基座頂端固聯的電池座(9)、固定在電池座底部的高亮LED(6)、安置在電池座內部的紐扣電池(7)、以及固定在電池座頂部的開關(8)組成。2.根據權利要求1所述的夾持模塊，其特征在于基座為空心管狀結構，左右結構對稱，呈十字架狀，左端孔襯有密封圈(10)經螺紋配裝電氣接頭座(12)，右端孔與基座內腔連通，用于連接負壓裝置;玻璃微探針(4)從基座(1)底部插入，由管帽(3)擠壓緊固密封圈(2)固定。3.根據權利要求1或2所述的夾持模塊，其特征在于電氣接頭座(12)通過螺紋與基座(1)左端孔聯接，插針固定在電氣插頭內，并與Ag/AgCl電極絲通過焊接聯接，電氣接頭可拆卸，便于電極絲更換，延長玻璃微探針夾持裝置的使用壽命。4.根據權利要求1所述的光源系統，其特征在于固定在電池座底部的高亮LED(6)發出的光通過透鏡(5)將光匯聚成一點投射到玻璃微探針(4)頂部，光沿玻璃探針管壁傳遞到探針尖端，玻璃探針頂部端面到透鏡的距離通過Ag/AgCl電極絲來限位。
【專利摘要】本發明提供一種掃描離子電導顯微鏡（SICM）的玻璃微探針夾持與照明裝置，主要包括固定玻璃微探針的夾持模塊和為SICM掃描測量提供照明的光源系統，其中夾持模塊主要由裝置基座、安裝在基座底部腔體內的密封圈、通過螺紋與基座下端固聯的管帽、通過螺紋與基座上端左側孔固聯的電氣插頭座，密封圈、固定在插頭座內的插針、與插針通過焊接方法連接的Ag/AgCl電極絲構成。所述光源系統由固定在基座頂端的透鏡、通過螺紋與基座頂端固聯的電池座、固定在電池座底部的高亮LED、安置在電池座內部的紐扣電池、以及固定在電池座頂部的開關。本發明結構簡單、緊湊、集成度高，不僅能對玻璃微探針實現可靠夾持，而且在SICM掃描測量過程中能為觀測探針尖端進入工作區情況提供照明，有助于優化掃描離子電導顯微鏡的結構，提高玻璃探針進入工作區的效率。
【IPC分類】G01Q60/44, G01Q70/00
【公開號】CN105445499
【申請號】CN201510936613
【發明人】陸小龍, 趙世平, 溫慧婷, 司姍姍, 王越, 夏京川, 祁正興, 宋國堃
【申請人】四川大學
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年12月16日