离子电导扫描成像原理
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高分辨率的形貌测量(载体SICM):利用离子电流作为探针-样本的距离反馈信号,可以实现非接触、无损测量、高分辨率扫描成像,在原位测量活细胞/柔性材料的形貌具有其它显微镜无法替代的优势。主要应用在:生物学研究、医药学研究、生物力学等领域。
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电化学信号测量(SECM-SICM): 结合SICM与SECM的优势,利用离子电导反馈的获得目标的Topgraph,采用θ型Pipette积碳,或是在Tip上镀金,实现电化学活性测量。主要应用在:材料学研究、电化学研究等领域。
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扫描电化学池显微技术 (SECCM):SECCM的样本测量可以脱离液相环境,Tip尖端的微液滴与待测样本构成微电化学池,在纳米尺度测量材料的电化学活性。主要应用在:电池材料性能、催化材料性能、材料微腐蚀等领域。
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物质投递/收集:结合微流控等技术实现微纳尺度的电化学刻蚀和增材制造、细胞局部表面/内部的精准物质投递、细胞局部内容物的提取和样本表面分子投递等功能。主要应用在:微纳制造、医药学等领域。
离子通道扫描
表面电荷扫描
电化学扫描
二、自主研发设备
设备操作流程
活体细胞扫描动态数据展示
三、自主研发设备性能参数
性能 |
参数指标 |
扫描分辨率 |
X/Y轴向:1nm ;Z轴向:1nm |
扫描Z向速度 |
≤250nm/ms |
图像分辨率 |
128×128~1024×1024 |
X/Y轴范围 |
100μm×100μm |
X/Y轴分辨率 |
0.1nm |
X/Y轴线性 |
1% |
Z轴范围 |
100μm |
Z轴分辨率 |
0.1nm |
Z轴线性 |
1% |
微滴管探针 |
≥50nm(玻璃);≥5nm(石英) |
定位范围 |
X/Y轴向:15mm; Z轴向:25mm |
定位分辨率 |
100nm |
稳定性 |
好 |
ECMO控制与驱动系统的研究
体外膜肺氧合(Extracorporeal Membrane Oxygenation,ECMO)主要用于对重症心肺功能衰竭患者提供持续的体外呼吸与循环,以维持患者生命,被认为是新型冠状病毒治疗神器。ECMO主要包括血管内插管、连接管、动力泵(人工心脏)、氧合器(人工肺)、供氧管、监测系统等部分。团队基于多目标优化和数值仿真方法获得ECMO泵体流道最优设计方案,并研究了其3D打印工艺,实现了ECMO泵体的精密制造;基于芯片化技术和智能高稳定控制算法,完成了ECMO控制与监测系统研制。研究团队将进一步深入研究,不断地提高设备运转的效率和稳定性。
ECMO氧合器结构
ECMO离心泵(人工心脏)结构
ECMO控制体系