[實(shí)用新型]可長時(shí)間工作的開放式原子力顯微鏡液體池

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200720031532.7
• 申請(qǐng)日: 2007-04-13
• 公開（公告）號(hào): CN201034908Y
• 公開（公告）日: 2008-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹大川;耿利強(qiáng);盧慧甍;郭衛(wèi)紅;商澎;李海生;韓王超;羅慧敏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N13/16
• 分類號(hào): G01N13/16
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心
• 代理人: 顧潮琪

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種原子力顯微鏡液體池，特別是指一種可自行補(bǔ)充溶劑，防止其完全揮發(fā)的液體池。

背景技術(shù)

原子力顯微鏡可做到在高分辨率條件下實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品的實(shí)時(shí)觀察、記錄與操縱，是研究微納米尺度范圍內(nèi)的物質(zhì)結(jié)構(gòu)、形貌、物理化學(xué)性質(zhì)等的有力工具。原子力顯微鏡不僅可以掃描在空氣中的樣品，也可掃描處于液體中的樣品。在掃描液體中的樣品時(shí)，通常需要液體池。原子力顯微鏡液體池是對(duì)處于溶液中的樣品實(shí)施原子力顯微掃描時(shí)的一種容器。多數(shù)原子力顯微鏡液體池是開放式的，使用方便，樣品容易制備。但由于不可避免的液體揮發(fā)，這類液體池不支持長時(shí)間持續(xù)的掃描工作。為防止揮發(fā)而直接添加溶液將對(duì)液體環(huán)境產(chǎn)生擾動(dòng)，影響實(shí)驗(yàn)過程及掃描效果。一些密封的液體池可解決這個(gè)問題，但卻產(chǎn)生其它問題。突出表現(xiàn)是：可掃描的范圍狹窄，使一些掃描任務(wù)難以方便進(jìn)行。例如當(dāng)掃描對(duì)象分散于液體池時(shí)，密封液體池難以方便地定位并掃描一些距離掃描探針較遠(yuǎn)的掃描對(duì)象。此外，密封液體池難以避免液體池與掃描探頭之間的位移產(chǎn)生的掃描誤差。這些問題要求人們研制新的液體池。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)不能同時(shí)解決溶液揮發(fā)和保證掃描范圍的缺陷，本發(fā)明提供了一種可長時(shí)間工作的開放式原子力顯微鏡液體池，可以達(dá)到如下目標(biāo)：(1)補(bǔ)償揮發(fā)的溶劑，盡量減少對(duì)實(shí)驗(yàn)過程的影響，實(shí)現(xiàn)長時(shí)間持續(xù)的掃描；(2)實(shí)現(xiàn)相對(duì)較大的掃描范圍，可定位并掃描分散于液體池的掃描對(duì)象；(3)實(shí)現(xiàn)掃描探頭與液體池分離，減少互相之間的干擾。

本實(shí)用新型解決該技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：液體池包括由圓孔連通的一個(gè)位于中心的掃描槽和一個(gè)外圍大容積的平衡槽，平衡槽圓孔一側(cè)依次覆蓋有半透膜、壓塊和板簧。壓塊和板簧中心均有一圓孔，與掃描槽壁上的圓孔對(duì)齊，壓塊與掃描槽外壁配合。板簧長度大于壓塊外切線與平衡槽內(nèi)壁圓弧相交形成的弦長度，從而在安裝板簧后可使板簧兩端壓在平衡槽的內(nèi)壁上，并經(jīng)板簧本身的彈性擠壓壓塊，通過壓塊壓緊半透膜。使用時(shí)，掃描槽與平衡槽加入相同濃度的溶液，采用封口膜將平衡槽密封。工作時(shí)，掃描槽溶劑開始揮發(fā)，溶液濃度增加。此時(shí)，平衡槽中的溶劑可經(jīng)板簧、壓塊中心的圓孔，透過半透膜擴(kuò)散進(jìn)入掃描槽，以補(bǔ)充掃描槽揮發(fā)的溶劑，使溶液濃度維持相對(duì)穩(wěn)定。在實(shí)驗(yàn)過程中，可通過注射方式向平衡槽添加減少的溶劑，防止掃描池溶液的完全揮發(fā)。

作為本實(shí)用新型的一項(xiàng)優(yōu)選方案，所述的掃描槽底部采用導(dǎo)熱性能良好的蓋玻片，便于實(shí)驗(yàn)過程中對(duì)溶液控溫。

作為本實(shí)用新型的一項(xiàng)優(yōu)選方案，所述的掃描槽槽壁、平衡槽和壓塊用有機(jī)玻璃制成，便于觀察。

作為本實(shí)用新型的一項(xiàng)優(yōu)選方案，所述的板簧是用鈦合金制成。鈦合金抗腐蝕性能好，可滿足本實(shí)用新型的要求。

本實(shí)用新型的有益效果是：

1.工作時(shí)，掃描槽內(nèi)揮發(fā)的溶劑可隨時(shí)得到補(bǔ)充，避免溶液濃度的變化對(duì)掃描對(duì)象造成的影響；

2.在平衡槽中補(bǔ)充溶劑，可避免對(duì)掃描槽中的液體環(huán)境造成擾動(dòng)，保證掃描的穩(wěn)定進(jìn)行；

3.結(jié)構(gòu)簡單，易于操作。

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型可長時(shí)間工作的開放式原子力顯微鏡液體池的俯視圖。

圖中，1-掃描槽；2-平衡槽；3-半透膜；4-壓塊；5-板簧。

圖2是本實(shí)用新型可長時(shí)間工作的開放式原子力顯微鏡液體池的立體示意圖。

圖3是本實(shí)用新型壓塊示意圖。

圖4是本實(shí)用新型板簧的側(cè)視圖。

具體實(shí)施方式

裝置實(shí)施例：用于掃描蛋白質(zhì)晶體生長過程的原子力顯微鏡液體池

參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型液體池主體是由圓孔連通的位于中心的掃描槽1和外圍大容積平衡槽2組成；底部由易導(dǎo)熱的蓋玻片制成的掃描槽1外依次覆蓋半透膜3、壓塊4、板簧5。掃描槽1槽壁、平衡槽2和壓塊4用有機(jī)玻璃制成，板簧5用鈦合金制成。壓塊4和板簧5均通過其中心的圓孔和掃描槽1外壁配合，板簧5長度大于壓塊4外切線與平衡槽2內(nèi)壁圓弧相交形成的弦長度，從而使板簧5安裝后，其兩端可壓在平衡槽2的內(nèi)壁上，并通過壓塊4壓緊半透膜3，以防止平衡槽2內(nèi)的溶劑從半透膜3邊緣流入掃描槽1內(nèi)。使用時(shí)，掃描槽1與平衡槽2加入相同濃度的溶液，采用封口膜將平衡槽2密封。工作時(shí)，原子力顯微鏡的掃描探針掃描蛋白質(zhì)晶體，掃描槽1內(nèi)的溶劑揮發(fā)，溶液濃度增加。此時(shí)，平衡槽2中的溶劑可經(jīng)板簧5、壓塊4中心的圓孔，透過半透膜3擴(kuò)散進(jìn)入掃描槽1，以補(bǔ)充掃描槽1揮發(fā)的溶劑。實(shí)驗(yàn)過程中，還可通過注射方式向平衡槽2添加減少的溶劑，以維持其濃度。