Scanning ion conductance microscopy (SICM) is useful for imaging soft and fragile biological samples in liquids because it probes the samples’ surface topography by detecting ion currents under non-contact and force-free conditions. SICM acquires the surface topographical height by detecting the ion current reduction that occurs when an electrolyte-filled glass nanopipette approaches the sample surface. However, most biological materials have electrically charged surfaces in liquid environments, which sometimes affect the behavior of the ion currents detected by SICM and, especially, make topography measurements difficult. For measuring such charged samples, we propose a novel imaging method that uses a double-barrel nanopipette as an SICM probe. The ion current between the two apertures of the nanopipette desensitizes the surface charge effect on imaging. In this study, metaphase chromosomes of Indian muntjac were imaged by this technique because, owing to their strongly negatively charged surfaces in phosphate-buffered saline, it is difficult to obtain the topography of the chromosomes by the conventional SICM with a single-aperture nanopipette. Using the proposed method with a double-barrel nanopipette, the surfaces of the chromosomes were successfully measured, without any surface charge confounder. Since the detailed imaging of sample topography can be performed in physiological liquid conditions regardless of the sample charge, it is expected to be used for analyzing the high-order structure of chromosomes in relation to their dynamic changes in the cell division.

中文翻译：

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用双管纳米移液管扫描离子电导显微镜对带电染色体进行地形成像

扫描离子电导显微镜 (SICM) 可用于对液体中柔软和易碎的生物样品进行成像，因为它通过在非接触和无力条件下检测离子电流来探测样品的表面形貌。SICM 通过检测当填充电解质的玻璃纳米吸管接近样品表面时发生的离子电流减少来获取表面形貌高度。然而，大多数生物材料在液体环境中具有带电表面，这有时会影响 SICM 检测到的离子电流的行为，尤其是使形貌测量变得困难。为了测量这种带电样品，我们提出了一种新的成像方法，该方法使用双筒纳米移液器作为 SICM 探针。纳米吸管的两个孔之间的离子电流使表面电荷对成像的影响不敏感。在这项研究中，印度麂的中期染色体是通过这种技术成像的，因为由于它们在磷酸盐缓冲盐水中的表面带强负电荷，因此很难通过具有单孔纳米移液器的常规 SICM 获得染色体的形貌。使用所提出的方法和双筒纳米移液器，成功地测量了染色体的表面，没有任何表面电荷混杂因素。由于无论样品电荷如何，都可以在生理液体条件下进行样品形貌的详细成像，因此有望用于分析与细胞分裂动态变化相关的染色体高阶结构。在这项研究中，印度麂的中期染色体是通过这种技术成像的，因为由于它们在磷酸盐缓冲盐水中的表面带强负电荷，因此很难通过具有单孔纳米移液器的常规 SICM 获得染色体的形貌。使用所提出的方法和双筒纳米移液器，成功地测量了染色体的表面，没有任何表面电荷混杂因素。由于无论样品电荷如何，都可以在生理液体条件下进行样品形貌的详细成像，因此有望用于分析与细胞分裂动态变化相关的染色体高阶结构。在这项研究中，印度麂的中期染色体是通过这种技术成像的，因为由于它们在磷酸盐缓冲盐水中的表面带强负电荷，因此很难通过具有单孔纳米移液器的常规 SICM 获得染色体的形貌。使用所提出的方法和双筒纳米移液器，成功地测量了染色体的表面，没有任何表面电荷混杂因素。由于无论样品电荷如何，都可以在生理液体条件下进行样品形貌的详细成像，因此有望用于分析与细胞分裂动态变化相关的染色体高阶结构。由于它们在磷酸盐缓冲盐水中的强负电荷表面，很难通过具有单孔纳米移液器的常规 SICM 获得染色体的形貌。使用所提出的方法和双筒纳米移液器，成功地测量了染色体的表面，没有任何表面电荷混杂因素。由于无论样品电荷如何，都可以在生理液体条件下进行样品形貌的详细成像，因此有望用于分析与细胞分裂动态变化相关的染色体高阶结构。由于它们在磷酸盐缓冲盐水中的强负电荷表面，很难通过具有单孔纳米移液器的常规 SICM 获得染色体的形貌。使用所提出的方法和双筒纳米移液器，成功地测量了染色体的表面，没有任何表面电荷混杂因素。由于无论样品电荷如何，都可以在生理液体条件下进行样品形貌的详细成像，因此有望用于分析与细胞分裂动态变化相关的染色体高阶结构。成功测量了染色体的表面，没有任何表面电荷混杂。由于无论样品电荷如何，都可以在生理液体条件下进行样品形貌的详细成像，因此有望用于分析与细胞分裂动态变化相关的染色体高阶结构。成功测量了染色体的表面，没有任何表面电荷混杂。由于无论样品电荷如何，都可以在生理液体条件下进行样品形貌的详细成像，因此有望用于分析与细胞分裂动态变化相关的染色体高阶结构。