Ион-проводящая микроскопия с прыжковым зондом (HPICM) является разновидностью SICM. HPICM «прыгает» по поверхности образца, предотвращая тем самым столкновения между нанопипеткой и круто выступающими структурами. Это позволяет получать топографические изображения образцов с наиболее сложной морфологией поверхности, таких как слуховые волосковые клетки и нейронные сети. Метод автоматически адаптирует локальное цифровое разрешение изображения и амплитуду скачка в зависимости от топографии образца. Например, с высоким разрешением можно визуализировать только тела клеток и нейрональные отростки, тогда как плоские поверхности, то есть пустые области ростового субстрата, можно визуализировать с более низким разрешением и меньшей амплитудой скачков, что сокращает время, необходимое для получения изображения. Или, наоборот, высокое разрешение можно получить только на плоских участках образца, избегая ненужной передискретизации на крутых склонах.
Компания ICAPPIC имеет патент на технологию HPICM. Протокол можно найти в Nature Methods [1].
Визуализация с высоким разрешением
Визуализация вертикально выступающих механочувствительных стереоцилий слуховых волосковых клеток в культивируемых кортиевских эксплантатах органа. HPICM предлагает наноразмерное разрешение стереоцилий с наименьшим размером ~100 нм или менее [1].
Трехмерное изображение топографии кардиомиоцитов с высоким разрешением.
Визуализация вирусов
Топографические изображения SICM формирования частиц, подобных вирусу иммунодефицита человека, в Т-клетках Jurkat [2]. SICM способен отображать взаимодействия вируса и поверхности с наномасштабным разрешением в физиологических условиях.
Поскольку нанопипетка никогда не касается поверхности образца из-за порога проводимости, деликатные структуры на поверхности не повреждаются. Это позволяет непрерывно сканировать одну и ту же область для получения последовательных изображений или видео биологических процессов, таких как сборка вируса.
Визуализация бета-амилоида
Топографическое изображение SICM агрегатов бета-амилоида в мембранах DLPC на стекле. Наномасштабное разрешение SICM позволяет точно получать изображения агрегатов амилоида, предлагая уникальное понимание механики и структуры образования агрегатов. Образец любезно предоставлен доктором Лиминг Ин, Имперский колледж Лондона.
Литература
[1] - Novak, P. et al. (2009) ‘Nanoscale live-cell imaging using hopping probe ion conductance microscopy’, Nature Methods, 6(4), pp. 279–281. doi: 10.1038/nmeth.1306.
[2] - Bednarska, J. et al. (2020) ‘Rapid formation of human immunodeficiency virus-like particles’, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 117(35), pp. 21637–21646. doi: 10.1073/pnas.2008156117.