專利名稱:基于多功能探針的單細(xì)胞/單分子成像光/電綜合測(cè)試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及細(xì)胞的成像和分析領(lǐng)域，特別涉及一種基于原子力顯微鏡的單細(xì)胞/單分子實(shí)時(shí)成像與光/電分析同步綜合測(cè)試儀及其制作方法。
背景技術(shù)：
掃描隧道顯微鏡(STM)最早被發(fā)明并用于導(dǎo)體或半導(dǎo)體表面形貌和電學(xué)性質(zhì)的研究。其原理是將尖銳的納米金屬探針針尖緊靠導(dǎo)體或半導(dǎo)體樣品的表面，并在二者之間施加一電位差，通過(guò)檢測(cè)隧道電流實(shí)現(xiàn)成像。
隨后發(fā)明的原子力顯微鏡(AFM)使得非導(dǎo)體材料原子尺度成像成為可能，它通過(guò)檢測(cè)待測(cè)樣品表面與一個(gè)微型力敏感元件(探針)之間極微弱的原子間相互作用力來(lái)研究物質(zhì)的表面結(jié)構(gòu)及性質(zhì)。目前，通過(guò)進(jìn)一步改進(jìn)，AFM除可用于不同材料表面形貌表征之外，也被廣泛應(yīng)用于材料電學(xué)、磁學(xué)、分子間作用力等多方面性質(zhì)的研究，例如:采用導(dǎo)電探針可同時(shí)獲得表面形貌和表面電學(xué)性質(zhì)圖譜；采用磁性探針可同時(shí)獲得表面形貌和表面磁學(xué)性質(zhì)圖譜；采用修飾過(guò)的探針，可用于分子間相互作用力的研究；通過(guò)使用液態(tài)樣品池，可實(shí)現(xiàn)液體中材料表面成像；采用電化學(xué)樣品池，可在進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)的同時(shí)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)材料表面形貌的變化；通過(guò)與拉曼光譜聯(lián)用，可同時(shí)獲得表面形貌和材料表面的拉曼光譜圖。
AFM也被廣泛的應(yīng)用于生命科學(xué)的研究中。它可以直接用于細(xì)胞表面形貌觀察，從而研究細(xì)胞的黏附、運(yùn)動(dòng)等過(guò)程；可以直接用于觀測(cè)細(xì)胞膜上蛋白質(zhì)通道在不同條件下的開(kāi)關(guān)狀態(tài)；通過(guò)探針表面修飾，可以研究受體-配體或抗原-抗體之間的相互作用；通過(guò)與倒置熒光顯微鏡聯(lián)用，可同時(shí)獲取細(xì)胞表面形貌、細(xì)胞光學(xué)顯微圖片和細(xì)胞熒光染色圖片。雖然AFM為生命科學(xué)的研究提供了諸多便利，但是它還存在以下不足:(I)無(wú)法測(cè)定細(xì)胞釋放或溶液環(huán)境中存在的小分子；(2)無(wú)法測(cè)定單個(gè)細(xì)胞內(nèi)部代謝過(guò)程中生化指標(biāo)的變化；
(3)無(wú)法實(shí)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)亞細(xì)胞及分子水平的定位研究；(4)無(wú)法在獲取細(xì)胞表面形貌后，在納米尺度定位定量檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)亞細(xì)胞及分子水平的光/電信號(hào)。
現(xiàn)有的基于納米光纖探針的單細(xì)胞檢測(cè)儀，雖然具有高靈敏度，可以實(shí)現(xiàn)單細(xì)胞級(jí)別的檢測(cè)，相比于傳統(tǒng)的需要粉碎數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的細(xì)胞的檢測(cè)手段，需要的細(xì)胞樣品量大大減少，提高了亞細(xì)胞水平的生物分子學(xué)的研究水平與早期疾病檢測(cè)的成功率。但是其不足之處在于:(I)微操作系統(tǒng)定位不夠精確，尚在微米級(jí)；(2)無(wú)法實(shí)現(xiàn)細(xì)胞表面成像；(3)無(wú)法建立細(xì)胞釋放生化分子與細(xì)胞膜表面性質(zhì)/通道位置之間的相關(guān)性；(4)檢測(cè)與定位僅在亞細(xì)胞水平。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能同時(shí)實(shí)現(xiàn)原子力顯微成像與光/電分析的多功能納米探針；以及制造一種基于原子力顯微鏡的單細(xì)胞/單生物分子實(shí)時(shí)成像與光/電分析同步綜合測(cè)試儀。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的: 本發(fā)明的目的之一是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
本發(fā)明提供的多功能納米探針，包括光纖層和依次包裹于光纖層外壁的納米電極層、絕緣層；所述光纖層為由多模光纖拉制、彎曲成的納米探針。
進(jìn)一步,所述納米探針尖端為通過(guò)激光加熱的方法彎曲形成AFM探針；在所述AFM探針的背面濺射上10-30納米厚的金涂層作為激光反射層。
進(jìn)一步，所述納米探針通過(guò)將直徑為400微米的多模光纖拉制成尖端為2-10納米的探針。
進(jìn)一步，所述納米電極層為在納米探針的側(cè)壁濺射上1-3納米厚的金涂層。
進(jìn)一步，所述激光反射層為在AFM探針的背面濺射上10-30納米厚的金涂層。
進(jìn)一步，所述絕緣層為在尖端裸露的納米電極層的外壁通過(guò)2-烯丙基苯酚和苯酚的共聚反應(yīng)形成的絕緣層。
進(jìn)一步，還包括與所述多功能納米探針相配合的樣品池，所述樣品池包括由聚二甲基硅氧烷制備的柱狀透明容器壁和與透明容器壁配合的玻璃底；所述玻璃底上濺射上對(duì)電極和參比電極；所述對(duì)電極材料為金屬鉬，呈不封閉環(huán)狀沿容器壁內(nèi)側(cè)排布，且一端延伸至透明容器壁外側(cè)；所述參比電極材料為金屬銀，呈長(zhǎng)方形一端位于容器壁內(nèi)側(cè)，一端延伸至透明容器壁外側(cè)，且與對(duì)電極不能重合。
本發(fā)明的目的之二是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
本發(fā)明提供的單細(xì)胞/單分子實(shí)時(shí)成像與光/電分析同步綜合測(cè)試儀，包括數(shù)據(jù)采集與分析單元、光源單元、電學(xué)檢測(cè)單元、細(xì)胞樣品定位系統(tǒng)、光子探測(cè)單元、樣品池、多功能納米探針和原子力顯微鏡系統(tǒng)；
所述數(shù)據(jù)采集與分析單元，用于接收并分析電學(xué)檢測(cè)單元和光子探測(cè)單元的數(shù)據(jù)信
號(hào);
所述光源單元，用于生成波長(zhǎng)和強(qiáng)度均可調(diào)的激勵(lì)光信號(hào)，并通過(guò)光纖層發(fā)射至待測(cè)樣品；
所述電學(xué)檢測(cè)單元，用于發(fā)射激勵(lì)電信號(hào)，并接收檢測(cè)反應(yīng)后的電信號(hào)，所述電學(xué)檢測(cè)單元的信號(hào)發(fā)射端通過(guò)納米電極層與信號(hào)接收端連接；
所述細(xì)胞樣品定位系統(tǒng)，用于移動(dòng)及定位盛有待測(cè)樣品的樣品池；
所述光子探測(cè)單元，用于接收通過(guò)待測(cè)細(xì)胞光信號(hào)和檢測(cè)細(xì)胞光信號(hào)的強(qiáng)度，所述細(xì)胞光信號(hào)通過(guò)濾波器和倒置顯微鏡發(fā)送；
所述多功能納米探針，用于同時(shí)實(shí)現(xiàn)原子力顯微成像與光/電分析；
所述樣品池，用于承載待測(cè)細(xì)胞；
所述原子力顯微鏡系統(tǒng)，用于精確移動(dòng)多功能納米探針，實(shí)現(xiàn)樣品表面納米級(jí)別定位以及細(xì)胞內(nèi)亞細(xì)胞以及分子水平定位，并用于獲取樣品納米結(jié)構(gòu)形貌信息；
所述光源單元、電學(xué)檢測(cè)單元、細(xì)胞樣品定位系統(tǒng)、光子探測(cè)單元分別與數(shù)據(jù)采集與分析單元電連接。
進(jìn)一步，所述多功能納米探針，包括光纖層和依次包裹于光纖層外壁的納米電極層、絕緣層；所述光纖層為由多模光纖拉制彎曲成的納米探針；所述納米探針尖端為通過(guò)激光加熱的方法彎曲形成的AFM探針；在所述AFM探針的背面濺射上10-30納米厚的金涂層作為激光反射層；所述納米探針通過(guò)將直徑為400微米的多模光纖拉制成2-10納米的探針；所述納米電極層為在納米探針的側(cè)壁濺射上1-3納米厚的金涂層；所述激光反射層為在AFM探針的背面濺射上10-30納米厚的金涂層；所述絕緣層為在尖端裸露的納米電極層的外壁通過(guò)2-烯丙基苯酚和苯酚的共聚反應(yīng)形成的絕緣層。
進(jìn)一步，所述樣品池包括由聚二甲基硅氧烷制備的柱狀透明容器壁和與透明容器壁配合的玻璃底；所述玻璃底上濺射上對(duì)電極和參比電極；所述對(duì)電極材料為金屬鉬，呈不封閉環(huán)狀沿容器壁內(nèi)側(cè)排布，且一端延伸至透明容器壁外側(cè)；所述參比電極材料為金屬銀，呈長(zhǎng)方形一端位于容器壁內(nèi)側(cè)，一端延伸至透明容器壁外側(cè)，且與對(duì)電極不能重合。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:本發(fā)明提供一種基于原子力顯微鏡的單細(xì)胞/單生物分子實(shí)時(shí)成像與光/電分析同步綜合測(cè)試儀，在原子力顯微鏡的基礎(chǔ)上，應(yīng)用納米電學(xué)探針、納米光學(xué)探針以及原子力顯微成像等技術(shù)制成一能同時(shí)實(shí)現(xiàn)成像與光/電分析的多功能納米探針，進(jìn)而提供一種全新的單細(xì)胞/單生物分子實(shí)時(shí)成像與光/電分析同步綜合測(cè)試儀。該發(fā)明包含能對(duì)單細(xì)胞/單分子原子力掃描成像并同時(shí)進(jìn)行光/電檢測(cè)的納米探針制作方法、樣品池的制作方法及相關(guān)的光學(xué)、電學(xué)與力學(xué)的測(cè)試分析儀器。
該測(cè)試儀基于原子力顯微鏡，極大的提高了時(shí)空分辨率和可檢測(cè)的靶標(biāo)物范圍，不僅可對(duì)活體細(xì)胞及在細(xì)胞中發(fā)揮重要生物化學(xué)作用的生物分子成像，還可以同時(shí)利用納米電學(xué)和光學(xué)探針定量分析細(xì)胞生物分子及其相互作用，實(shí)時(shí)檢測(cè)分析單細(xì)胞內(nèi)的生物化學(xué)機(jī)制。因此，該儀器將能廣泛用于生物及醫(yī)學(xué)中在亞細(xì)胞和分子水平的基礎(chǔ)研究和疾病檢測(cè)，對(duì)于腫瘤早期診斷、藥物開(kāi)發(fā)、食品科學(xué)與農(nóng)業(yè)科學(xué)的發(fā)展意義重大。


為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，其中:
圖1為納米AFM雙功能探針結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為樣品池結(jié)構(gòu)俯視圖；
圖3為樣品池結(jié)構(gòu)側(cè)面圖；
圖4為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中，數(shù)據(jù)采集與分析單元-1、光源單元-2、電學(xué)檢測(cè)單元_3、細(xì)胞樣品定位系統(tǒng)_4、光子探測(cè)單元-5、樣品池_6、多功能納米探針_7、原子力顯微鏡系統(tǒng)-8、倒置顯微鏡_9、光纖層-71、納米電極層-72、絕緣層-73、激光反射層-74、對(duì)電極-61、參比電極-62。
具體實(shí)施方式
以下將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述；應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實(shí)施例僅為了說(shuō)明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
圖1為納米AFM雙功能探針結(jié)構(gòu)不意圖，圖2為樣品池結(jié)構(gòu)俯視圖，圖3為樣品池結(jié)構(gòu)側(cè)面圖，圖4為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示:本發(fā)明提供的多功能納米探針，能同時(shí)實(shí)現(xiàn)原子力顯微成像與光/電分析的多功能納米探針。該探針在對(duì)單細(xì)胞或單個(gè)生物分子表面成像時(shí)，能同時(shí)向細(xì)胞發(fā)射預(yù)設(shè)的激勵(lì)的光和電信號(hào)并接收細(xì)胞或生物分子反應(yīng)的光和電信號(hào)，進(jìn)行定量光/電檢測(cè)分析。綜合的成像、光或電檢測(cè)分析能比單純的成像，光檢測(cè)或電分析提供更多的信息，從而為單細(xì)胞及單分子水平檢測(cè)提供極其強(qiáng)大的分析手段。
該雙功能探針包括光纖層71和依次包裹于光纖層外壁的納米電極層72、絕緣層73 ;所述光纖層為由多模光纖拉制成的納米探針。
所述納米探針尖端為通過(guò)彎曲形成AFM探針；在所述AFM探針的背面濺射上10-30納米厚的金涂層作為激光反射層74。
所述納米探針通過(guò)將直徑為400微米的多模光纖拉制成2-10納米的探針。
所述納米電極層為在納米探針的側(cè)壁濺射上1-3納米厚的金涂層。
所述激光反射層為在AFM探針的背面濺射上10-30納米厚的金涂層。
所述絕緣層為在納米電極層的外壁通過(guò)2-烯丙基苯酚和苯酚的共聚反應(yīng)形成的絕緣層。
本發(fā)明提供與多功能納米探針配合使用的樣品池，可供上述多功能納米探針實(shí)現(xiàn)AFM實(shí)時(shí)掃描和光/電分析。包括透明微型電解池、對(duì)電極61、參比電62極的可用于AFM實(shí)時(shí)掃描成像、電化學(xué)和光學(xué)測(cè)試及信號(hào)采集的樣品池。
包括由聚二甲基硅氧烷制備的柱狀透明容器壁和與透明容器壁配合的玻璃底；所述玻璃底上濺射上對(duì)電極和參比電極；所述對(duì)電極材料為金屬鉬，呈不封閉環(huán)狀沿容器壁內(nèi)側(cè)排布，且一端延伸至透明容器壁外側(cè)；所述參比電極材料為金屬銀，呈長(zhǎng)方形一端位于容器壁內(nèi)側(cè)，一端延伸至透明容器壁外側(cè)，且與對(duì)電極不能重合。
本發(fā)明還包括一種與多功能納米探針和樣品池配合使用的同步綜合測(cè)試儀，如圖4，包括數(shù)據(jù)采集與分析單元1、光源單元2、電學(xué)檢測(cè)單元3、細(xì)胞樣品定位系統(tǒng)4、光子探測(cè)單元5、樣品池6、多功能納米探針7和原子力顯微鏡系統(tǒng)8 ；
所述數(shù)據(jù)采集與分析單元，用于接收并分析電學(xué)檢測(cè)單元和光子探測(cè)單元的數(shù)據(jù)信
號(hào);
所述光源單元，用于生成波長(zhǎng)和強(qiáng)度均可調(diào)的激勵(lì)光信號(hào)，并通過(guò)光纖層發(fā)射至待測(cè)樣品；
所述電學(xué)檢測(cè)單元，用于發(fā)射激勵(lì)電信號(hào)，并接收檢測(cè)反應(yīng)后的電信號(hào)，所述電學(xué)檢測(cè)單元的信號(hào)發(fā)射端通過(guò)納米電極層與信號(hào)接收端連接；
所述細(xì)胞樣品定位系統(tǒng)，用于移動(dòng)及定位盛有待測(cè)樣品的樣品池；
所述光子探測(cè)單元，用于接收通過(guò)待測(cè)細(xì)胞光信號(hào)和檢測(cè)細(xì)胞光信號(hào)的強(qiáng)度，所述細(xì)胞光信號(hào)通過(guò)濾波器和倒置顯微鏡9發(fā)送；
所述多功能納米探針，用于同時(shí)實(shí)現(xiàn)原子力顯微成像與光/電分析；
所述樣品池，用于承載待測(cè)細(xì)胞；
所述原子力顯微鏡系統(tǒng)，用于精確移動(dòng)多功能納米探針，實(shí)現(xiàn)樣品表面納米級(jí)別定位以及細(xì)胞內(nèi)亞細(xì)胞以及分子水平定位，并用于獲取樣品納米結(jié)構(gòu)形貌信息；
所述光源單元、電學(xué)檢測(cè)單元、細(xì)胞樣品定位系統(tǒng)、光子探測(cè)單元分別與數(shù)據(jù)采集與分析單元電連接。
所述多功能納米探針，包括光纖層和依次包裹于光纖層外壁的納米電極層、絕緣層；所述光纖層為由多模光纖拉制成的納米探針；所述納米探針尖端為激光加熱的方法彎曲形成AFM探針；在所述AFM探針的背面濺射上10-30納米厚的金涂層作為激光反射層；所述納米探針通過(guò)將直徑為400微米的多模光纖拉制成2-10納米的探針；所述納米電極層為在納米探針的側(cè)壁濺射上1-3納米厚的金涂層；所述激光反射層為在AFM探針的背面濺射上10-30納米厚的金涂層。
所述樣品池包括由聚二甲基硅氧烷制備的透明容器和與透明容器配合的玻璃蓋；所述玻璃蓋上濺射上環(huán)狀鉬電極和參比電極。
本發(fā)明提供的一種基于原子力顯微鏡的單細(xì)胞/單生物分子實(shí)時(shí)成像與光/電分析同步綜合測(cè)試儀，它既可以用來(lái)獲取單細(xì)胞或單生物分子在納米尺度的結(jié)構(gòu)信息，也可以定量獲取細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞釋放或溶液環(huán)境中的生化分子信息，并建立二者之間的聯(lián)系。該測(cè)試儀極大的提高了單細(xì)胞或單分子檢測(cè)的時(shí)空分辨率和可檢測(cè)的靶標(biāo)物范圍，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)分析單細(xì)胞內(nèi)的生物化學(xué)機(jī)制。該儀器可廣泛用于生物及醫(yī)學(xué)中在亞細(xì)胞和分子水平的基礎(chǔ)研究和疾病檢測(cè)，對(duì)于腫瘤早期診斷、藥物開(kāi)發(fā)、食品科學(xué)與農(nóng)業(yè)科學(xué)的發(fā)展意義重大。
能同時(shí)實(shí)現(xiàn)原子力顯微成像與光/電分析的多功能納米探針(圖1)的制作方法，具體步驟為:1)采用激光加熱的方法結(jié)合刻蝕的方法將直徑為400微米的多模光纖拉制成2-10納米探針；2)在納米探針的側(cè)壁濺射上1-3納米厚的金涂層作為納米電極層；3)在納米電極層的外壁通過(guò)2-烯丙基苯酚和苯酚的共聚反應(yīng)形成一層絕緣層，在共聚之前將納米探針尖端約5-10納米浸入乙醇溶液中；4)采用激光加熱的方法將步驟3)處理后得到的樣品彎曲成AFM探針；6)在AFM探針的背面濺射上10-30納米厚的金涂層作為激光反射層。
可供上述多功能納米探針實(shí)現(xiàn)AFM實(shí)時(shí)掃描和光/電分析的樣品池(圖2和圖3)制作方法，具體步驟為:1)在玻璃蓋玻片上濺射上環(huán)狀鉬電極；2)在玻璃蓋玻片上濺射上銀的參比電極；2)將聚二甲基硅氧烷(PDMS)制備的樣品池側(cè)壁與玻璃蓋玻片黏合。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制本發(fā)明，顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求
及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.多功能納米探針，其特征在于:包括光纖層和依次包裹于光纖層外壁的納米電極層、絕緣層；所述光纖層為由多模光纖拉制、彎曲成的納米探針。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的多功能納米探針，其特征在于:所述納米探針尖端為通過(guò)激光加熱的方法彎曲形成AFM探針；在所述AFM探針的背面濺射上10-30納米厚的金涂層作為激光反射層。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的多功能納米探針，其特征在于:所述納米探針通過(guò)將直徑為400微米的多模光纖拉制成尖端為2-10納米的探針。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的多功能納米探針，其特征在于:所述納米電極層為在納米探針的側(cè)壁濺射上1-3納米厚的金涂層。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的多功能納米探針，其特征在于:所述激光反射層為在AFM探針的背面濺射上10-30納米厚的金涂層。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的多功能納米探針，其特征在于:所述絕緣層為在尖端裸露的納米電極層的外壁通過(guò)2-烯丙基苯酚和苯酚的共聚反應(yīng)形成的絕緣層。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的多功能納米探針，其特征在于:還包括與所述多功能納米探針相配合的樣品池，所述樣品池包括由聚二甲基硅氧烷制備的柱狀透明容器壁和與透明容器壁配合的玻璃底；所述玻璃底上濺射上對(duì)電極和參比電極；所述對(duì)電極材料為金屬鉬，呈不封閉環(huán)狀沿容器壁內(nèi)側(cè)排布，且一端延伸至透明容器壁外側(cè)；所述參比電極材料為金屬銀，呈長(zhǎng)方形一端位于容器壁內(nèi)側(cè)，一端延伸至透明容器壁外側(cè)，且與對(duì)電極不能重合。
8.與權(quán)利要求
1-7任一項(xiàng)所述的多功能納米探針相配合的單細(xì)胞/單分子成像光/電綜合測(cè)試儀，其特征在于:包括數(shù)據(jù)采集與分析單元、光源單元、電學(xué)檢測(cè)單元、細(xì)胞樣品定位系統(tǒng)、光子探測(cè)單元、樣品池、多功能納米探針和原子力顯微鏡系統(tǒng)； 所述數(shù)據(jù)采集與分析單元，用于接收并分析電學(xué)檢測(cè)單元和光子探測(cè)單元的數(shù)據(jù)信號(hào); 所述光源單元，用于生成波長(zhǎng)和強(qiáng)度均可調(diào)的激勵(lì)光信號(hào)，并通過(guò)光纖層發(fā)射至待測(cè)樣品； 所述電學(xué)檢測(cè)單元，用于發(fā)射激勵(lì)電信號(hào)，并接收檢測(cè)反應(yīng)后的電信號(hào)，所述電學(xué)檢測(cè)單元的信號(hào)發(fā)射端通過(guò)納米電極層與信號(hào)接收端連接； 所述細(xì)胞樣品定位系統(tǒng)，用于移動(dòng)及定位盛有待測(cè)樣品的樣品池； 所述光子探測(cè)單元，用于接收通過(guò)待測(cè)細(xì)胞光信號(hào)和檢測(cè)細(xì)胞光信號(hào)的強(qiáng)度，所述細(xì)胞光信號(hào)通過(guò)濾波器和倒置顯微鏡發(fā)送； 所述多功能納米探針，用于同時(shí)實(shí)現(xiàn)原子力顯微成像與光/電分析； 所述樣品池，用于承載待測(cè)細(xì)胞； 所述原子力顯微鏡系統(tǒng)，用于精確移動(dòng)多功能納米探針，實(shí)現(xiàn)樣品表面納米級(jí)別定位以及細(xì)胞內(nèi)亞細(xì)胞以及分子水平定位，并用于獲取樣品納米結(jié)構(gòu)形貌信息； 所述光源單元、電學(xué)檢測(cè)單元、細(xì)胞樣品定位系統(tǒng)、光子探測(cè)單元分別與數(shù)據(jù)采集與分析單元電連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求
8所述的單細(xì)胞/單分子成像光/電綜合測(cè)試儀，其特征在于:所述多功能納米探針，包括光纖層和依次包裹于光纖層外壁的納米電極層、絕緣層；所述光纖層為由多模光纖拉制彎曲成的納米探針；所述納米探針尖端為通過(guò)激光加熱的方法彎曲形成的AFM探針；在所述AFM探針的背面濺射上10-30納米厚的金涂層作為激光反射層；所述納米探針通過(guò)將直徑為400微米的多模光纖拉制成尖端為2-10納米的探針；所述納米電極層為在納米探針的側(cè)壁濺射上1-3納米厚的金涂層；所述激光反射層為在AFM探針的背面濺射上10-30納米厚的金涂層；所述絕緣層為在尖端裸露的納米電極層的外壁通過(guò)2-烯丙基苯酚和苯酚的共聚反應(yīng)形成的絕緣層。
10.根據(jù)權(quán)利要求
8所述的單細(xì)胞/單分子成像光/電綜合測(cè)試儀，其特征在于:所述樣品池包括由聚二甲基硅氧烷制備的柱狀透明容器壁和與透明容器壁配合的玻璃底；所述玻璃底上濺射上對(duì)電極和參比電極；所述對(duì)電極材料為金屬鉬，呈不封閉環(huán)狀沿容器壁內(nèi)側(cè)排布，且一端延伸至透明容器壁外側(cè)；所述參比電極材料為金屬銀，呈長(zhǎng)方形一端位于容器壁內(nèi)側(cè)，一端延伸至 透明容器壁外側(cè)，且與對(duì)電極不能重合。
專利摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于多功能探針的單細(xì)胞/單分子成像光/電綜合測(cè)試儀，包括有多功能納米探針、樣品池、原子力顯微鏡系統(tǒng)以及分別與數(shù)據(jù)采集與分析單元連接的光源單元、電學(xué)檢測(cè)單元、細(xì)胞樣品定位系統(tǒng)和光子探測(cè)單元。多功能納米探針包括光纖層和依次包裹于光纖層外壁的納米電極層、絕緣層。本發(fā)明提供的同步綜合測(cè)試儀包括能對(duì)單細(xì)胞/單分子原子力掃描成像并同時(shí)進(jìn)行光/電檢測(cè)的納米探針制作方法、樣品池的制作方法及相關(guān)的光學(xué)、電學(xué)與力學(xué)的測(cè)試分析儀器。極大的提高了時(shí)空分辨率和可檢測(cè)的靶標(biāo)物范圍，能廣泛用于生物及醫(yī)學(xué)中在亞細(xì)胞和分子水平的基礎(chǔ)研究和疾病檢測(cè)，對(duì)于腫瘤早期診斷、藥物開(kāi)發(fā)、食品科學(xué)與農(nóng)業(yè)科學(xué)的發(fā)展意義重大。
文檔編號(hào)G01Q60/38GKCN103197102SQ201310075154
公開(kāi)日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年3月8日
發(fā)明者李長(zhǎng)明, 魯志松, 鄭昕婷 申請(qǐng)人:西南大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan