マイクロビリのナノスケールダイナミクスの定量分析のための高速スキャンイオンコンダクタンス顕微鏡検査

細胞表面のナノスケール構造ダイナミクスの観察は、細胞機能を理解するために不可欠です。ホッピングモードスキャンイオンコンダクタンス顕微鏡（SICM）を使用して、非侵襲的条件下での細胞表面上の脆弱な複雑なナノスケール構造の地形を視覚化しました。ただし、従来のホッピングモードSICMには、ナノピペットの垂直プローブの動きを実行するために必要な追加時間のため、situで細胞表面のダイナミクスを観察するのに十分な時間分解能がありません。ここでは、低容量および高解像度周波数ピエゾステージを使用して、高速SICM測定のための新しいスキャンアルゴリズムを導入します。その結果、10×10μmで64×64ピクセルの解像度で18秒以内に地形画像が撮影されます。高速SICMは、表皮成長因子刺激後の明確な構造変化を示す表面上の微小ヴィリダイナミクスの特性評価に適用されます。

Observation of nanoscale structure dynamics on cell surfaces is essential to understanding cell functions. Hopping-mode scanning ion conductance microscopy (SICM) was used to visualize the topography of fragile convoluted nanoscale structures on cell surfaces under noninvasive conditions. However, conventional hopping mode SICM does not have sufficient temporal resolution to observe cell-surface dynamics in situ because of the additional time required for performing vertical probe movements of the nanopipette. Here, we introduce a new scanning algorithm for high speed SICM measurements using low capacitance and high-resonance-frequency piezo stages. As a result, a topographic image is taken within 18 s with a 64 × 64 pixel resolution at 10 × 10 μm. The high speed SICM is applied to the characterization of microvilli dynamics on surfaces, which shows clear structural changes after the epidermal growth factor stimulation.