论文摘要
生物超快电子显微镜技术是最近几年发展起来的一项新的显微观察技术,其主要是将飞秒激光技术同生物电子显微镜技术相结合,在皮秒至纳秒时间内对生物活性样品中复杂的瞬态变化进行无辐射损伤成像和观察,突破了高剂量电子照射对生物活性样品带来损伤的瓶颈。为了解决电子显微镜观察生物活性溶液样品的观察问题,结合生物超快电子显微镜及MEMS技术,设计制作了一种适用于生物超快电镜的生物纳米腔室芯片载物台,并对芯片进行了表面处理和修饰,从而使芯片能够维持生物样品的活性,进而使用生物超快电镜观察生物活性样品,具体内容如下:（1）设计了一种用于生物超快电镜的生物纳米腔室芯片载物台。以双面长有30 nm厚氮化硅薄膜的<100>型硅片为基底,硅片厚度为200 μm,整体结构是由上中下三层结构通过键合密封形成生物纳米腔室芯片载物台,其中上层包含有进样窗,出样窗以及三个观察窗,观察窗的窗口尺寸为10×50μm,中间层是由300nm厚的铟薄膜构成腔室,下层包含三个观察窗,上下两层观察窗成十字交叉结构。整个芯片中上下两层观察窗由30 nm厚氮化硅薄膜与腔室隔开,将进样窗和出样窗密封后,腔室将完全与外界环境隔离。（2）利用MEMS技术,制备出了生物纳米腔室芯片载物台。由于芯片单元直径不足3 mm,而芯片制作是在4英寸硅片上进行,在硅片上同时制作100个同样的芯片,因此涉及到单元解离的问题,我们通过比较激光切割,砂轮切割以及碱腐蚀解离三种方式,通过研究<100>型硅片在KOH溶液中腐蚀微结构的特点,最终研制出一种通过碱腐蚀解离芯片单元的方案,成功的将解离芯片的良品率提高到了 100%。（3）通过对纳米腔室芯片表面修饰,使其能够维持生物样品的活性,进而用于生物超快电镜观察生物样品。氮化硅材料盛放生物活性样品,无法维持生物样品的活性,因此我们使用纤连蛋白对制作的芯片进行表面修饰,通过乳腺癌细胞培养,验证了修饰后的芯片可以维持生物样品的活性。我们在生物超快电镜中使用修饰后的生物纳米腔室芯片观察到了直径为12-14 nm的活性铁蛋白样品的动态图像。
论文目录
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 赵冬冬
导师: 范玲,徐征
关键词: 生物电子显微镜,生物纳米腔室芯片,纤连蛋白,生物超快电镜
来源: 北京交通大学
年度: 2019
分类: 基础科学,信息科技
专业: 生物学,无线电电子学
单位: 北京交通大学
基金: 国家重点研发计划(2016YFB0401302,2017YFB0404501),国家自然科学基金(61775013,61575019,61704007),北京市自然科学基金(2192045),中央高校基本科研业务费专项资金(2017RC034,2017RC015,2017JBZ105)
分类号: Q6-33;TN16
DOI: 10.26944/d.cnki.gbfju.2019.001210
总页数: 72
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标签：生物电子显微镜论文; 生物纳米腔室芯片论文; 纤连蛋白论文; 生物超快电镜论文;