[發(fā)明專利]一種iPALM顯微鏡用手動(dòng)超低溫樣品臺(tái)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310566247.5
• 申請(qǐng)日: 2013-11-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104634737A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 倉(cāng)懷興;徐濤;羅志勇;孟濤;張翔;賈策;付彥輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所
• 主分類號(hào): G01N21/01
• 分類號(hào): G01N21/01;G01N21/64
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種用于干涉式熒光染料光激活定位(iPALM)顯微鏡的低溫生物樣品定位裝置。

背景技術(shù)：

生命科學(xué)是當(dāng)前最重要的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域之一。生命奧秘的一個(gè)重要體現(xiàn)是納米尺度的生物分子機(jī)器所具有的復(fù)雜結(jié)構(gòu)及其神奇高效的生物學(xué)功能。研究物質(zhì)的細(xì)微結(jié)構(gòu)離不開(kāi)顯微鏡，但是傳統(tǒng)的光學(xué)成像顯微鏡受限于可見(jiàn)光波長(zhǎng)，分辨率只有200納米左右，只能觀察到物質(zhì)微米和亞微米尺度結(jié)構(gòu)。電子顯微鏡由于電子流波長(zhǎng)短且可變而具有很高的放大倍數(shù)，理想狀態(tài)下可以觀測(cè)到原子的排列組合情況，或者說(shuō)分辨率可達(dá)亞納米水平。但是電子顯微鏡面對(duì)未知物難以識(shí)別微納結(jié)構(gòu)的屬性，而且用于分辨率稍低的幾納米至幾十納米結(jié)構(gòu)觀測(cè)成像質(zhì)量也不盡人意，這方面掃描電子顯微鏡稍優(yōu)于透射電子顯微鏡。為了填補(bǔ)物質(zhì)納米尺度結(jié)構(gòu)觀測(cè)技術(shù)的空白，近年來(lái)國(guó)際上出現(xiàn)了數(shù)種借助熒光探針標(biāo)記待測(cè)物的超高分辨顯微成像技術(shù)，如熒光染料光激活定位顯微鏡PALM，干涉式染料光激活定位顯微鏡iPALM，全內(nèi)反射熒光顯微鏡TIRFM，隨機(jī)光學(xué)重構(gòu)熒光顯微鏡STORM等，它們所具有的高分辨率和熒光探針標(biāo)記識(shí)別功能為系統(tǒng)和深入研究生命科學(xué)現(xiàn)象提供了強(qiáng)有力的工具。其中iPALM顯微鏡因?yàn)橥瑫r(shí)具有分辨率高和能夠三維定位的優(yōu)點(diǎn)，得到特別的關(guān)注，近期呈現(xiàn)出與電子顯微成像技術(shù)整合聯(lián)用的趨勢(shì)。

但是iPALM顯微鏡與低溫電子顯微鏡聯(lián)用觀測(cè)生物樣品面臨一個(gè)巨大技術(shù)問(wèn)題，就是沒(méi)有合適的商品化低溫生物樣品臺(tái)。滿足要求的樣品臺(tái)應(yīng)具備以下功能：一是能夠使樣品溫度維持在-150℃以下；二是能夠直接使用載有生物樣品的透射電鏡銅網(wǎng)；三是能夠?qū)~網(wǎng)安放在兩個(gè)顯微物鏡中間不足4毫米的間隙且與鏡頭保持不小于0.5毫米距離；四是能夠?qū)悠肺恢眠M(jìn)行XY方向進(jìn)行微米級(jí)調(diào)節(jié)。目前，商品化的用于PALM顯微鏡的低溫樣品臺(tái)和常溫樣品臺(tái)都是單物鏡的，不能用于iPALM。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明要解決的關(guān)鍵問(wèn)題是將載有低溫生物樣品的電鏡銅網(wǎng)置于兩個(gè)顯微物鏡的間隙并使其溫度保持在-150℃以下，并且可以對(duì)樣品位置進(jìn)行XY方向微米級(jí)調(diào)控。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用液氮冷卻銅制冷芯及其上面的樣品桿和生物樣品，冷芯與液氮池整合在一起，可以從外部灌入液氮，采用抽真空及隔熱材料阻斷外界熱量的傳入控制和穩(wěn)定溫度；采用低導(dǎo)熱性材料制造微型XY位移臺(tái)，樣品桿固定其上，通過(guò)兩個(gè)外部微分頭實(shí)現(xiàn)精細(xì)調(diào)節(jié)，微分頭桿與真空腔之間通過(guò)磁流體密封；為解決顯微物鏡伸入真空腔對(duì)真空的影響問(wèn)題，也采用磁流體密封，在保證密封的同時(shí)又不影響物鏡的軸向移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。

附圖說(shuō)明：

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

圖1是手動(dòng)超低溫樣品臺(tái)縱向剖面圖。

圖2是手動(dòng)超低溫樣品臺(tái)橫向剖面圖。

圖3是基板結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是冷芯立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是大磁封縱向剖面圖。

圖6是X導(dǎo)軌立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7是壓條立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8是樣品桿立體結(jié)構(gòu)剖面圖。

圖9是中板結(jié)構(gòu)示意圖。

圖10是頂板結(jié)構(gòu)示意圖。

圖11是Y導(dǎo)軌立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖12是位移調(diào)節(jié)器縱向剖面圖。

具體實(shí)施方式：

附圖1和附圖2所示手動(dòng)超低溫樣品臺(tái)包括真空腔1、基板2、支架3、隔熱套4、密封塞5、液氮管6、蓋板7、冷芯8、大磁封9、物鏡10、Y調(diào)節(jié)桿11、X導(dǎo)軌12、壓條13、樣品桿14、真空塞15、X調(diào)節(jié)桿16、中板17、頂板18、滾珠19、物鏡20、大磁封21、蓋板22、隔熱腿23、Y滑塊24、Y導(dǎo)軌25、小磁封罩26、壓條27、壓桿28、X滑塊29、小磁封罩30、Y微分頭31、X微分頭32、壓桿33、導(dǎo)磁圈34、磁鐵35、導(dǎo)磁圈36、固定圈37、磁鐵38、導(dǎo)磁圈39、螺釘40、擋圈41、導(dǎo)磁圈42、銅網(wǎng)43、磁圈44和小磁圈45組成。

真空腔1由金屬或非金屬制成，呈方桶狀，上下沿均有螺紋孔用于蓋板7和蓋板22的裝配。優(yōu)選地，真空腔1采用硬鋁加工，拋光后氧化處理。

基板2由金屬制成，詳細(xì)結(jié)構(gòu)如附圖3所示，小孔為安裝孔，中央大孔物鏡20穿過(guò)，右側(cè)上表面有兩道平行V形槽，以與中板17、頂板18和滾珠19共同組成XY位移臺(tái)。

支架3由低導(dǎo)熱率非金屬制成，優(yōu)選地，采用細(xì)孔泡沫陶瓷，圓錐形結(jié)構(gòu)，與冷芯8接觸面積小于1平方毫米。

隔熱套4由金屬或非金屬制成，安裝在真空腔1上，用于導(dǎo)出液氮管6，呈圓筒狀。