一种基于离子电流信号的活细胞检测方法与流程

技术特征：
1.一种基于离子电流信号的活细胞检测方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一：使用pc
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10拉针仪拉制尖端直径200nm的纳米探针，向纳米探针中注入导电溶液，在显微镜下观察探针尖端有无气泡，如无气泡证明成功；步骤二：将纳米探针固定在装有电机的实验台上，外界电源的电极分别接通探针固定器和培养皿的溶液，形成导电回路；步骤三：将细胞培养皿置入载物台，通过倒置显微镜观察确定待测的细胞，移动x轴调节器和y轴调节器将纳米探针移动至待测细胞的边缘，设定扫描间隔距离、扫描像素以及扫描范围；步骤四：设置初始z轴调节器位置，启动后装置将自行按照步骤三的设置参数开始扫描，z轴调节器位置不断接近细胞表面，当z轴调节器与细胞表面的距离为探针尖端直径的一半时，此时离子电流会出现剧烈变化，该位置为探针尖端与细胞表面的相对固定距离，在后续扫描中探针尖端将始终与细胞表面保持该距离；步骤五：根据设置的扫描像素及范围，装置最快可在10～20s进行一次扫描，此后可进行重复扫描，也可通过参数设定使探针悬停至感兴趣区域，进行持续监测，整个过程扫描过程细胞在细胞培养基中，且探针与细胞表面无直接接触，可实现无创动态监测活细胞变化。2.根据权利要求1所述的一种基于离子电流信号的活细胞检测方法，其特征在于，探针电极(16)置于纳米探针(1)中的氯化钾溶液中，参比电极(17)置入培养皿培养基溶液中，形成导电回路(2)，当纳米探针(1)安装完成后，在探针电极(16)和参比电极(17)之间施加电势产生离子电流，电流信号被电流放大器(12)放大，放大的电流用作反馈信号来控制探针尖端与待测细胞之间的距离，以实现纳米探针尖端相对于细胞表面的非接触式位置控制。3.根据权利要求1所述的一种基于离子电流信号的活细胞检测方法，其特征在于，纳米探针(1)的材质为石英玻璃管，其尖端直径最小可达200nm，探针内导电溶液为0.1mol/l氯化钾溶液，具有良好的导电性能。4.根据权利要求1所述的一种基于离子电流信号的活细胞检测方法，其特征在于，当纳米探针(1)远离细胞表面时，在探针电极(16)和参比电极(17)之间可记录到稳态离子电流，当纳米探针(1)向细胞表面下降时，由于接近细胞表面阻碍了离子流动，离子电流开始下降，当纳米探针(1)和细胞表面之间的距离与纳米探针的尖端半径相近时，离子电流对距离的变化非常敏感，得到离子电流和探针尖端
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细胞表面距离之间的关系，利用依赖于距离变化的离子电流，建立电子反馈回路来获取细胞表面形貌。5.根据权利要求1所述的一种基于离子电流信号的活细胞检测方法，其特征在于，培养皿(3)中溶液可为细胞培养基，细胞在培养基中能保持良好状态，检测过程中探针不接触细胞表面，避免了外界因素的干扰，使测量结果更加准确可靠。6.根据权利要求1所述的一种基于离子电流信号的活细胞检测方法，其特征在于，载物台(5)被x轴调节器(8)和y轴调节器(9)调控，可手动调节位置。7.根据权利要求1所述的一种基于离子电流信号的活细胞检测方法，其特征在于，物镜(7)位于培养皿下方，采用倒置显微镜的原理用于观察活细胞，便于初步定位扫描位置。8.根据权利要求2所述的一种基于离子电流信号的活细胞检测方法，其特征在于，控制显示系统(11)可以设置扫描间隔距离、扫描像素以及扫描范围，其分辨率可达到2nm，同时可以显示扫描图像及离子电流信号。

技术总结
本发明公开了一种基于离子电流信号的活细胞检测方法，在纳米探针安装完成后，将探针电极置于纳米探针中的导电溶液中，参比电极置入培养皿溶液中，即形成导电回路，在探针电极和参比电极之间施加电势产生离子电流，电流信号被电流放大器放大，放大的电流用作反馈信号来控制探针尖端与待测细胞之间的距离，以实现纳米探针尖端相对于细胞表面的非接触式位置控制，利用依赖于距离变化的离子电流信号，以实现纳米探针尖端相对于细胞表面的非接触式位置控制，从而实现对于活细胞的无创检测，同时扫描效率高，可在短时间内重复扫描，可实现持续实时监测细胞变化，结合倒置显微镜，可定位于单个细胞扫描，达到高分辨率精准扫描。达到高分辨率精准扫描。达到高分辨率精准扫描。


技术研发人员：陈明伟 李安琪 庄健 周洁君 李萌
受保护的技术使用者：西安交通大学医学院第一附属医院
技术研发日：2021.07.21
技术公布日：2021/10/23