[实用新型]可长时间工作的开放式原子力显微镜液体池

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种原子力显微镜液体池，特别是指一种可自行补充溶剂，防止其完全挥发的液体池。

背景技术

原子力显微镜可做到在高分辨率条件下实现对样品的实时观察、记录与操纵，是研究微纳米尺度范围内的物质结构、形貌、物理化学性质等的有力工具。原子力显微镜不仅可以扫描在空气中的样品，也可扫描处于液体中的样品。在扫描液体中的样品时，通常需要液体池。原子力显微镜液体池是对处于溶液中的样品实施原子力显微扫描时的一种容器。多数原子力显微镜液体池是开放式的，使用方便，样品容易制备。但由于不可避免的液体挥发，这类液体池不支持长时间持续的扫描工作。为防止挥发而直接添加溶液将对液体环境产生扰动，影响实验过程及扫描效果。一些密封的液体池可解决这个问题，但却产生其它问题。突出表现是：可扫描的范围狭窄，使一些扫描任务难以方便进行。例如当扫描对象分散于液体池时，密封液体池难以方便地定位并扫描一些距离扫描探针较远的扫描对象。此外，密封液体池难以避免液体池与扫描探头之间的位移产生的扫描误差。这些问题要求人们研制新的液体池。

发明内容

为了克服现有技术不能同时解决溶液挥发和保证扫描范围的缺陷，本发明提供了一种可长时间工作的开放式原子力显微镜液体池，可以达到如下目标：(1)补偿挥发的溶剂，尽量减少对实验过程的影响，实现长时间持续的扫描；(2)实现相对较大的扫描范围，可定位并扫描分散于液体池的扫描对象；(3)实现扫描探头与液体池分离，减少互相之间的干扰。

本实用新型解决该技术问题所采用的技术方案是：液体池包括由圆孔连通的一个位于中心的扫描槽和一个外围大容积的平衡槽，平衡槽圆孔一侧依次覆盖有半透膜、压块和板簧。压块和板簧中心均有一圆孔，与扫描槽壁上的圆孔对齐，压块与扫描槽外壁配合。板簧长度大于压块外切线与平衡槽内壁圆弧相交形成的弦长度，从而在安装板簧后可使板簧两端压在平衡槽的内壁上，并经板簧本身的弹性挤压压块，通过压块压紧半透膜。使用时，扫描槽与平衡槽加入相同浓度的溶液，采用封口膜将平衡槽密封。工作时，扫描槽溶剂开始挥发，溶液浓度增加。此时，平衡槽中的溶剂可经板簧、压块中心的圆孔，透过半透膜扩散进入扫描槽，以补充扫描槽挥发的溶剂，使溶液浓度维持相对稳定。在实验过程中，可通过注射方式向平衡槽添加减少的溶剂，防止扫描池溶液的完全挥发。

作为本实用新型的一项优选方案，所述的扫描槽底部采用导热性能良好的盖玻片，便于实验过程中对溶液控温。

作为本实用新型的一项优选方案，所述的扫描槽槽壁、平衡槽和压块用有机玻璃制成，便于观察。

作为本实用新型的一项优选方案，所述的板簧是用钛合金制成。钛合金抗腐蚀性能好，可满足本实用新型的要求。

本实用新型的有益效果是：

1.工作时，扫描槽内挥发的溶剂可随时得到补充，避免溶液浓度的变化对扫描对象造成的影响；

2.在平衡槽中补充溶剂，可避免对扫描槽中的液体环境造成扰动，保证扫描的稳定进行；

3.结构简单，易于操作。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

附图说明

图1是本实用新型可长时间工作的开放式原子力显微镜液体池的俯视图。

图中，1-扫描槽；2-平衡槽；3-半透膜；4-压块；5-板簧。

图2是本实用新型可长时间工作的开放式原子力显微镜液体池的立体示意图。

图3是本实用新型压块示意图。

图4是本实用新型板簧的侧视图。

具体实施方式

装置实施例：用于扫描蛋白质晶体生长过程的原子力显微镜液体池

参照图1，本实用新型液体池主体是由圆孔连通的位于中心的扫描槽1和外围大容积平衡槽2组成；底部由易导热的盖玻片制成的扫描槽1外依次覆盖半透膜3、压块4、板簧5。扫描槽1槽壁、平衡槽2和压块4用有机玻璃制成，板簧5用钛合金制成。压块4和板簧5均通过其中心的圆孔和扫描槽1外壁配合，板簧5长度大于压块4外切线与平衡槽2内壁圆弧相交形成的弦长度，从而使板簧5安装后，其两端可压在平衡槽2的内壁上，并通过压块4压紧半透膜3，以防止平衡槽2内的溶剂从半透膜3边缘流入扫描槽1内。使用时，扫描槽1与平衡槽2加入相同浓度的溶液，采用封口膜将平衡槽2密封。工作时，原子力显微镜的扫描探针扫描蛋白质晶体，扫描槽1内的溶剂挥发，溶液浓度增加。此时，平衡槽2中的溶剂可经板簧5、压块4中心的圆孔，透过半透膜3扩散进入扫描槽1，以补充扫描槽1挥发的溶剂。实验过程中，还可通过注射方式向平衡槽2添加减少的溶剂，以维持其浓度。