VAHEAT顯微鏡樣品溫度控制器典型應(yīng)用及常見問題解答

正文

VAHEAT顯微鏡樣品溫度控制器典型應(yīng)用及常見問題解答

前言：

如前文介紹空闲，VAHEAT是一款精密顯微鏡專用溫度控制單元令杈，適配于市面上在售的各種顯微鏡。VAHEAT集加熱探頭與溫度傳感于一體碴倾，無需對物鏡進(jìn)行加熱逗噩，可對樣品進(jìn)行快速且精確地溫度控制，保持樣品溫度恒定跌榔。Z高溫度100和可選异雁，可實現(xiàn)動態(tài)溫度控制、4種加熱模式僧须、Z高加熱速度纲刀，在加熱過程中保持很高溫度精度的同時，不會顯微鏡成像質(zhì)量產(chǎn)生影響担平，廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)和材料研究中對溫度敏感的過程相關(guān)研究示绊。

圖1：VAHEAT顯微鏡樣品溫度控制器實物圖

圖2：a）VAHEAT各部件名稱。（b)安裝在顯微鏡上的VAHEAT暂论，帶有液體樣品容器的智能基板版本面褐。

圖3：VEAHEAT智能基板集成ITO薄膜加熱元件和溫度探頭。b)基底與油浸物鏡接觸時受熱的熱相機(jī)圖像取胎，顯示了FOV內(nèi)的均勻加熱（比例尺= 5毫米）展哭。

一、VAHEAT典型應(yīng)用案例

• 活細(xì)胞成像

生物對環(huán)境條件的變化，尤其是溫度的變化非常敏感匪傍。VAHEAT保證了傳輸和成像過程中可靠和精確的溫度控制坝咐。研究細(xì)胞行為的溫度敏感過程，如多細(xì)胞腫瘤球體中的Ca2+活性或神經(jīng)元的熱刺激從未如此容易析恢。充分發(fā)揮VAHEAT作為微舞臺孵化器的能力墨坚。視頻鏈接：https://interherence.com/wp-content/uploads/2020/11/Live-Cell-Imaging-Vid.m4v

• DNA

根據(jù)序列和鏈長不同，雙鏈DNA的熔點(diǎn)可在60°C至90°C之間映挂。使用高分辨率顯微鏡觀察靠近熔點(diǎn)甚至高于熔點(diǎn)的DNA動力學(xué)泽篮，在傳統(tǒng)的加熱階段尚不可能。VAHEAT為從光學(xué)角度研究DNA及其結(jié)合和分離行為提供了獨(dú)特的可能性柑船。

• 微流控

VAHEAT本質(zhì)上與微流體兼容帽撑。微流控室如PDMS模具可以直接安裝在集成溫度探頭的智能基板上。這樣就可以直接測量和調(diào)節(jié)注射液體的溫度鞍时。由于系統(tǒng)的快速熱響應(yīng)亏拉，不需要昂貴和笨重的設(shè)備就可以在現(xiàn)場混合不同的、不受溫度控制的液體逆巍。

• 相變

單納米顆粒在脂質(zhì)膜等復(fù)雜環(huán)境中的擴(kuò)散對溫度高度敏感及塘。可靠的溫度控制和精確的讀數(shù)是定量研究的關(guān)鍵因素锐极。集成到智能襯底中的溫度探頭不僅確保了可靠的測量條件笙僚，甚至能夠感知薄層中的相變。

•  神經(jīng)科學(xué)

細(xì)胞功能以及細(xì)胞間的通訊都依賴于溫度灵再。特別是神經(jīng)科學(xué)實驗非常依賴于對環(huán)境條件的精確和準(zhǔn)確的控制肋层，例如對突觸功能、其可塑性或動作電位傳播的研究翎迁。在這里栋猖，VAHEAT提供了一個不錯的解決方案，在用戶定義的溫度下進(jìn)行基于熒光甚至膜片鉗的實驗汪榔，而不需要龐大的孵育室蒲拉。

• 原子力顯微鏡

原子力顯微鏡(AFM)不僅對小的熱漂移或振動高度敏感，而且對靠近懸臂的電勢的輕微變化也非常敏感揍异。VAHEAT滿足了這些溫度控制的高要求全陨。局部加熱機(jī)制避免任何熱漂移或波動，而全模擬電子電路設(shè)計降低電子噪聲到較低限度衷掷。采用DIRECT模式進(jìn)一步降低樣品體積中的電子噪聲辱姨，并允許高精度AFM測量。

二戚嗅、現(xiàn)場圖片鑒賞

三雨涛、VAHEAT常見問題解答

一枢舶、常規(guī)問題

1.substrate是什么？

答：Substrate可理解為一種具有特殊功能的蓋玻片替久，集加熱元件和高靈敏度溫度探頭一體凉泄，且包含傳感器，故稱之為Smart Substrate（智能基板）蚯根。

2.VAHEAT與其他加熱平臺有什么不同后众？

答：VAHEAT通過高度靈敏的反饋機(jī)制控制樣品體積（幾百微升）的溫度，從而較大限度地減少了注入光學(xué)裝置的熱能颅拦，同時追蹤和控制 FOV 中的溫度蒂誉，無需擔(dān)心溫度梯度或熱漂移。系統(tǒng)可較好地適用于高分辨率和超分辨率應(yīng)用距帅。

3.如何放置右锨、更換智能基板？

答：顯微鏡適配器有兩個可拆卸部件：75 x 25 毫米大小的板和磁性連接的連接器碌秸，電纜將兩個部件與控制箱連接起來绍移。從板上拆下連接器后，可以插入或更換智能基板讥电。

4.VAHEAT可適用于那些領(lǐng)域蹂窖？

答：目前已成功應(yīng)用于活細(xì)胞（如多細(xì)胞腫瘤球體中的Ca2+活性或神經(jīng)元的熱刺激）、生物物理系統(tǒng)允趟、薄膜恼策、藥物和聚合物的成像設(shè)施、獨(dú)立研究小組和工業(yè)研究部門潮剪。更多的應(yīng)用領(lǐng)域正在探究中。

5.智能基板的尺寸是多少分唾？

答：智能基板為18 x 18 mm2抗碰，厚度為 170μm（標(biāo)準(zhǔn)范圍）或 500μm（擴(kuò)展范圍）。標(biāo)準(zhǔn)范圍的智能基材針對高分辨率研究進(jìn)行了優(yōu)化绽乔，如 #1.5 蓋玻片弧蝇。

二、溫度控制

1.標(biāo)準(zhǔn)和擴(kuò)展范圍版本之間的技術(shù)差異是什么折砸？

答：標(biāo)準(zhǔn)范圍版本可以發(fā)出高達(dá) 2.5 W 的加熱功率看疗，并根據(jù)高 NA 浸沒式顯微鏡物鏡的要求使用 170 μm 厚度 (#1.5H) 的智能基板。高溫版本可以使用 500 μm 厚度 (#5) 的智能基板運(yùn)行睦授，同時允許高達(dá) 5.0 W 的加熱功率两芳。

2.可以將標(biāo)準(zhǔn)版的智能基板用在擴(kuò)展版本上嗎？

答：可以去枷，可以用與標(biāo)準(zhǔn)版本相同的方式操作擴(kuò)展版本的VAHEAT系統(tǒng)怖辆。但是是复，標(biāo)準(zhǔn)版的智能基板不能在 100°C 以上運(yùn)行，因為無法保證其在100°C 以上的溫度下正常工作竖螃。強(qiáng)烈建議在高溫下使用適當(dāng)?shù)臄U(kuò)展版本智能基材淑廊。

4.加熱區(qū)域的尺寸是多少？

答：加熱區(qū)域的大小為 5 x 5 mm2特咆。且加熱元件由透明的導(dǎo)電材料制成季惩。

5.樣品體積是否均勻加熱？

答：均勻加熱腻格。由于熱導(dǎo)和溫度反饋的特定組合画拾，不僅可以保證均勻加熱、恒溫還可以精確調(diào)節(jié)溫度荒叶。

6.VAHEAT 的Z大加熱速率是多少碾阁？

答：對于沉積在VAHEAT智能基板上的薄膜，加熱速率可高達(dá)每秒100°C些楣。對于液體脂凶，加熱速度高達(dá)每秒40 °C。

7.VAHEAT 的Z小加熱速率是多少愁茁？

答：可以任意調(diào)節(jié)升溫速度蚕钦。這主要取決于溫度穩(wěn)定性的需求。加熱速率低至 0.1°C/h 是可編程的鹅很。

8.VAHEAT 的冷卻速度是多少嘶居？

答：目前，VAHEAT系統(tǒng)不具備主動冷卻功能促煮。然而邮屁，根據(jù)附加的熱負(fù)荷以及環(huán)境溫度和樣品之間的溫差，冷卻可以和加熱一樣快菠齿。在研究薄膜時佑吝，冷卻速率可高達(dá) 40°C/s。

9.智能基板的溫度精度和準(zhǔn)確度是多少绳匀？

答：智能基板上的溫度通過加熱元件和 FOV 中傳感器之間的主動反饋回路進(jìn)行控制芋忿。溫度可以保持恒定數(shù)小時到數(shù)天，精度高達(dá)0.01°C (rms)疾棵。同時戈钢，絕對溫度精度可達(dá)0.1°C 的高精度智能基板。

10.VAHEAT 系統(tǒng)是否需要其他附加設(shè)備（例如物鏡加熱器）是尔？

答：不需要殉了，VAHEAT為獨(dú)立設(shè)備。溫度控制不需要額外的組件嗜历。集成的智能反饋系統(tǒng)可檢測溫度的任何微小變化并在幾秒鐘內(nèi)對其進(jìn)行調(diào)控宣渗。

11.是否有可用于遠(yuǎn)程控制 VAHEAT系統(tǒng)的軟件抖所？

答：有，VAHEAT的功能控制單元可通過Windows痕囱、Mac OS和Linux相應(yīng)軟件進(jìn)行控制田轧。該軟件可設(shè)計溫度曲線或?qū)囟葦?shù)據(jù)傳輸?shù)奖镜赜嬎銠C(jī)。

三鞍恢、兼容性

1.VAHEAT 是否與倒置顯微鏡兼容傻粘？

答：是兼容的！智能基板具有傳統(tǒng)蓋玻片的較優(yōu)尺寸帮掉，厚度為 170μm (#1.5 H)弦悉，非常適合高分辨率研究。集成在智能基板中的加熱元件是透明的蟆炊，可見光譜范圍內(nèi)的透射率超過 90%稽莉。基板支架允許盡可能靠近高數(shù)值孔徑浸沒物鏡涩搓。

2.VAHEAT 是否與正置顯微鏡兼容污秆？

答：是的！基板的尺寸為18×18mm2昧甘，有效尺寸接近16×18mm2的區(qū)域良拼。顯微鏡適配器的厚度為 2.5 毫米。對于大型液體浸漬物鏡充边，我們可提供相應(yīng)的解決方案庸推！

3.我可以在真空室內(nèi)使用 VAHEAT 嗎？

答：是的浇冰！VAHEAT與真空室兼容贬媒。但可能需要特定的電纜饋通裝置，但在真空室內(nèi)操作VAHEAT時不會放氣肘习。我們可提供相應(yīng)需求的方案掖蛤。

四、光學(xué)性能

1.對于 TIRF 顯微鏡：在樣品中產(chǎn)生漸逝場的激光束的角度如何受到 VAHEAT 的影響井厌？

答：一點(diǎn)也不。VAHEAT不會改變您的入射角致讥，因為注入您的光學(xué)系統(tǒng)的熱負(fù)荷保持Z小仅仆。簡而言之：您只需加熱樣品。這樣垢袱，您的成像系統(tǒng)的光學(xué)性能受溫度變化的影響很小墓拜。這與傳統(tǒng)階段培養(yǎng)箱不同：這些設(shè)備需要加熱物鏡。這會在光學(xué)器件上引起應(yīng)力和張力请契，從而惡化光學(xué)性能咳榜。

2.將 VAHEAT 與空氣物鏡一起使用時夏醉，光學(xué)性能會受到怎樣的影響？

答：從內(nèi)部測量我們可以得出結(jié)論涌韩，樣品加熱對圖像質(zhì)量沒有影響畔柔，因此對室溫和 100 °C 之間的溫度的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù) (PSF) 沒有影響。

3.玻璃基板的折射率是多少臣樱？

答：在 500 nm 波長下靶擦，玻璃基板的折射率為 n=1.52。

4.使用油浸物鏡工作時可能的Z高溫度是多少雇毫？

答：我們結(jié)合高 NA 物鏡 (NA>1.4) 在油浸溫度高達(dá) 100 °C 的條件下測試了VAHEAT玄捕。不建議超過此溫度，因為物鏡可能會損壞并且浸油會開始分解棚放。

五枚粘、智能基板

1.如何清潔我的智能基板？

答：您可以使用乙醇飘蚯、異丙醇或丙酮等有機(jī)溶劑清潔智能基板馍迄。您也可以使用 pH 值中性的清潔劑（例如 Extran 或 Hellmanex）。智能基板可承受超聲波清洗和氧等離子體處理孝冒。請避免使用強(qiáng)酸或強(qiáng)堿柬姚。基材與清潔劑接觸的時間不應(yīng)超過 30 分鐘庄涡。

2.可以清潔帶有凹槽的智能基板嗎量承？

答：是的！它們的清潔方式與平面智能基板相同穴店。除此之外撕捍，可以使用酸或堿來清潔容器容積（例如 5% HCl）。

3.可以將智能基板放入高壓滅菌器中嗎泣洞？

答：不能忧风！請避免將智能基板放入高壓滅菌器中∏蚧耍可以使用氧等離子體處理狮腿、伽馬射線滅菌或簡單地使用乙醇或異丙醇來消除污染

4.可以用 L-賴氨酸等化學(xué)功能化智能基材的表面嗎？

答：可以呕诉！基板表面材質(zhì)是玻璃缘厢。可以按照用于功能化蓋玻片的方式對該表面進(jìn)行化學(xué)功能化甩挫。

5.凹槽可以密封防止蒸發(fā)嗎贴硫？

答：可以根據(jù)要求由一個小玻璃載玻片覆蓋。

6.兩種基板是否與細(xì)胞相容？

答：相容英遭，普通基板的材質(zhì)是玻璃间护。帶有凹槽的基板由廣泛用于微流體并且眾所周知具有生物相容性的硅樹脂制成。

7.帶有凹槽的基板的容積是多少挖诸？

答：600 微升汁尺。

8.哪些浸入式介質(zhì)與智能基材兼容？

答：推薦油基和水基浸漬介質(zhì)税灌。請避免使用甘油作為浸漬介質(zhì)均函，因為它會侵蝕智能基材并降低其功能。

六菱涤、其他

1.可以在實驗室評估系統(tǒng)性能嗎苞也？可以提供測試服務(wù)嗎？

答：可以粘秆，我們提供為期五個工作日的測試如迟，請與我們聯(lián)系！

2. 如何清潔和消毒顯微鏡適配器/基板支架攻走？

答：顯微鏡適配器的清潔方式與智能基板相同殷勘。

上海昊量光電作為德國Interherence公司在中國的代理商，可提供專業(yè)的技術(shù)服務(wù)昔搂，如果您有顯微鏡樣品溫控的需求玲销，歡迎通過郵箱、電話或微信與我們進(jìn)行聯(lián)系摘符！

相關(guān)文獻(xiàn)：

http://www.wjjzl.com/jishu-630.html

http://www.wjjzl.com/jishu-462.html

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