【技术实现步骤摘要】
一种基于扫描探针的细胞电生理探测系统和方法
本专利技术实施例涉及细胞电探测
,尤其涉及一种基于扫描探针的细胞电生理探测系统和方法。
技术介绍
生物电在植物生长生命活动中发挥重要作用,电信号对植物的许多生理活动都会产生重要影响,如细胞的形变、气孔运动、溶质运输、保持细胞渗透平衡、细胞信号传导等。细胞间通过电信号传导信息是植物信息传导的基本方式之一。细胞膜的离子通透性对作物产量与品质有重要影响。科学家在生物电产生机制的研究中发现了细胞生物膜对离子通透性的变化。离子通道由细胞产生的特殊蛋白质构成,它们聚集起来并镶嵌在细胞膜上,中间形成水分子占据的孔隙,这些孔隙就是水溶性物质快速进出细胞的通道。离子通道的活性对实现细胞各种功能具有重要意义。细胞膜上离子通道的功能,除了可以调节细胞内外的渗透压,也是维持细胞膜电位的重要分子,而细胞要进行电讯号传导,便是靠离子的进出以造成膜电位的变化。目前对细胞膜蛋白电特性和离子选择通透性仍然缺乏一套完整详细的分子作用机制,原因在于缺乏获取膜蛋白三维结构的技术方法,缺乏同时获取细胞膜生物电信号和细胞膜蛋白高精度结构的技术手段。传统研究细 ...
【技术保护点】
一种基于扫描探针的细胞电生理探测系统,其特征在于,该系统包括:导电扫描探针,用于对细胞膜样品外加激励电信号,使得所述细胞膜样品获得电特性响应,导电扫描探针的针尖用于探测细胞膜样品的电生理特性;微悬臂,固定所述导电扫描探针,用于驱动导电扫描探针的针尖进行扫描和探测;微悬臂运动检测装置及反馈回路,连接所述微悬臂,用于对微悬臂的运动进行检测和控制;压电陶瓷扫描管,插接所述微悬臂,用于控制微悬臂驱使所述导电扫描探针对细胞膜样品进行扫描和探测;终端控制与图像采集系统,连接所述微悬臂、微悬臂运动检测装置及反馈回路和压电陶瓷扫描管,用于对细胞膜样品的电生理信息进行成像并进行分析处理。
【技术特征摘要】
1.一种基于扫描探针的细胞电生理探测系统,其特征在于,该系统包括:导电扫描探针,用于对细胞膜样品外加激励电信号,使得所述细胞膜样品获得电特性响应,导电扫描探针的针尖用于探测细胞膜样品的电生理特性;微悬臂,固定所述导电扫描探针,用于驱动导电扫描探针的针尖进行扫描和探测;微悬臂运动检测装置及反馈回路,连接所述微悬臂,用于对微悬臂的运动进行检测和控制;压电陶瓷扫描管,插接所述微悬臂,用于控制微悬臂驱使所述导电扫描探针对细胞膜样品进行扫描和探测;终端控制与图像采集系统,连接所述微悬臂、微悬臂运动检测装置及反馈回路和压电陶瓷扫描管,用于对细胞膜样品的电生理信息进行成像并进行分析处理。2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,该系统还包括样品室,所述细胞膜样品、导电扫描探针和样品基底均位于所述样品室;所述样品室包括湿度控制模块、温度控制模块和药物控制模块。3.根据权利要求2所述的系统,其特征在于,所述湿度控制模块与水气泵相连,可将水蒸气泵入样品室中调节所述样品室的湿度。4.根据权利要求2所述的系统,其特征在于,所述温度控制模块内部安装控温元件。5.根据权利要求2所述的系统,其特征在于,所述药物控制模块包括给药系统。6.一种基于扫描探针的细胞电生理探测方法,其特征在于,该方法由权利要求1-5任一项所述的系统来执行,包括:终端控制与图像采集系统驱动所述针尖与位于样品基底之上的细胞膜样品接触;终端控制与图像采集系统通过所述针尖对所述细胞膜样品外加激励电信号,使所述细胞膜样品获得电特性响应;终端控制与图像采集系统采用所述导电扫描探针同步记录所述细胞膜样品在外加激励电信号时的离子通道形貌和电信号。7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,通过所述针尖对...
【专利技术属性】
技术研发人员:李灯华,许世卫,李哲敏,陈威,张超,
申请(专利权)人:中国农业科学院农业信息研究所,
类型:发明
国别省市:北京,11
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