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检查显微镜

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检查显微镜相关的资讯

  • 日立应用|饲料显微镜检查方法
    看看家禽/家畜在吃什么?饲料,是所有人饲养的动物的食物的总称,比较狭义地一般饲料主要指的是农业或牧业饲养的动物的食物。饲料(Feed)包括大豆、豆粕、玉米、鱼粉、氨基酸、杂粕、添加剂、乳清粉、油脂、肉骨粉、谷物、甜高粱等十余个品种的饲料原料。近年来,饲料显微镜检查技术在我国逐步推广应用,取得了较大的经济效益和社会效益。饲料显微镜检查技术的重要性已经被大多数饲料生产企业认识。国家标准“饲料显微镜检查方法”(GB/T14698-93)及行业标准“饲料显微镜检查图谱”(SB/T10274-1996)已经发布实施。本文列举一些饲料原料电子显微镜照片(仪器:日立钨灯丝电镜TM3000)。 玉米淀粉:像“小馒头”一样的淀粉颗粒玉米是重要的粮食作物和重要的饲料来源,玉米是鸡最重要的饲料原料,其能值高,最适于肉用仔鸡的肥育用,而且黄玉米对蛋黄、爪、皮肤等有良好的着色效果。在鸡的配合饲料中,玉米的用量高达50%~70%。玉米养猪的效果也很好,但要避免过量使用,以防热能太高而使背膘厚度增加。由于玉米中缺少赖氨酸,所以任何体重的猪日粮中均应添加赖氨酸。电镜图显示了玉米淀粉在高倍下的形貌,呈现了不规则的颗粒特征,但是边缘相对圆润,这可能与玉米粉加工过程中的过筛过程有密切关系,粉碎之后,在相互的撞击中锋利的棱角被磨圆了。对饲料厂,养殖场及饲料监测部门来说,如何对饲料原料,特别是动物性饲料品质和掺杂物进行快速鉴别和评价,是我们关心的重要环节。而饲料显微镜检是较理想的方法,它的主要特点是简便、快速、准确。特别是对原料成份的准确分析,弥补了化学常规分析的不足。公司介绍:日立科学仪器(北京)有限公司是世界500强日立集团旗下日立高新技术有限公司在北京设立的全资子公司。本公司秉承日立集团的使命、价值观和愿景,始终追寻“简化客户的高科技工艺”的企业理念,通过与客户的协同创新,积极为教育、科研、工业等领域的客户需求提供专业和优质的解决方案。 我们的主要产品包括:各类电子显微镜、原子力显微镜等表面科学仪器和前处理设备,以及各类色谱、光谱、电化学等分析仪器。为了更好地服务于中国广大的日立客户,公司目前在北京、上海、广州、西安、成都、武汉、沈阳等十几个主要城市设立有分公司、办事处或联络处等分支机构,直接为客户提供快速便捷的、专业优质的各类相关技术咨询、应用支持和售后技术服务,从而协助我们的客户实现其目标,共创美好未来。
  • 激光共聚焦荧光显微镜 活体荧光物质检查
    激光共聚焦荧光显微镜 活体荧光物质检查激光共聚焦显微镜,简称CLSM(Confocal Laser Scanning Microscopy),是一种利用激光共振效应进行成像的显微镜。它通过使用激光束扫描样品的不同层面,将所得到的图像合成成一幅清晰的三维图像。与传统显微镜相比,激光共聚焦显微镜具有更高的分辨率和更强的穿透能力,可以观察到更加细微的结构和更深层次的物质。在活体荧光物质的检查中,激光共聚焦显微镜发挥了重要的作用。通过标记活体细胞或组织的特定结构或分子,激光共聚焦显微镜可以实时观察到这些结构或分子的活动和分布情况。在生物医学领域,它可以用于观察细胞的生长、分裂和死亡过程,研究细胞信号传导和分子交互作用等。在药物研发中,它可以用于观察药物在活体细胞或组织中的分布情况,评估药物的疗效和毒性。此外,在神经科学领域,激光共聚焦显微镜可以用于观察神经元的活动和连接,揭示大脑的工作机制。NCF950激光共聚焦显微镜较宽场荧光显微镜的优点:&bull 能够通过荧光标本连续生产薄(0.5至1.5微米)的光学切片,厚度范围可达50微米或更大。(主要优点)&bull 控制景深的能力。&bull 能够从样品中分离和收集焦平面,从而消除荧光样品通常看到的焦外“雾霾”,非共焦荧光显微镜下无法检测到。(最重要的特点)&bull 从厚试样收集连续光学切片的能力。&bull 通过三维物体收集一系列图像,用于二维或三维重建。&bull 收集双重和三重标签,精确的共定位。&bull 用于对在不透明的图案化基底上生长的荧光标记细胞之间的相互作用进行成像。&bull 有能力补偿自发荧光。耐可视共聚焦成像效果图 尼康共聚焦成成像效果图NCF950激光共聚焦显微镜应用,共聚焦显微镜在以下研究领域中应用较为广泛:1、细胞生物学:细胞结构、细胞骨架、细胞膜结构、流动性、受体、细胞器结构和分布变化、细胞凋亡;2、生物化学:酶、核酸、FISH、受体分析3、药理学:药物对细胞的作用及其动力学;4、生理学:膜受体、离子通道、离子含量、分布、动态;5、遗传学和组胚学:细胞生长、分化、成熟变化、细胞的三维结构、染色体分析、基因表达、基因诊断;6、神经生物学:神经细胞结构、神经递质的成分、运输和传递;7、微生物学和寄生虫学:细菌、寄生虫形态结构;8、病理学及病理学临床应用:活检标本的快速诊断、肿瘤诊断、自身免疫性疾病的诊断;9、生物学、免疫学、环境医学和营养学。NCF950激光共聚焦显微镜配置NCF950激光共聚焦配置表激光器激光405 nm、488 nm、561 nm、640 nm探测器波长:400-750nm,探测器:3个独立的荧光检测通道;1个DIC透射光检测通道扫描头最大像素大小:4096 x 4096 扫描速度:2 fps(512 x 512像素,双向),18 fps(512 x 32像素,双向),图像旋转: 360°扫描模式X-T, Y-T, X-Y, X-Y-Z, X-Y-Z-T针孔无级变速六边形电动针孔;调节范围:0-1.5毫米共焦视场φ18mm内接正方形图像位深12bits配套显微镜NIB950全电动倒置显微镜光学系统NIS60无限远光学系统(F200)目镜(视野)10×(25),EP17.5mm,视度可调-5~+5,接口Φ30观察镜筒铰链式三目观察镜筒,45度倾斜,瞳距47-78mm,目镜接口Φ30,固定视度;1)目/摄切换:(100/0,50/50,0/100);2)目视/关闭目视/可调焦勃氏镜NIS60物镜10×复消色差物镜,NA=0.45 WD=4.0 盖玻片=0.1720×复消色差物镜,NA=0.75 WD=1.1 盖玻片=0.1760×半复消色差物镜,NA=1.40 WD=0.14 盖玻片=0.17 油镜100×复消色差物镜,NA=1.45 WD=0.13 盖玻片=0.17 油镜物镜转换器电动六孔转换器(扩展插槽),M25×0.75聚光镜6孔位电动控制:NA0.55,WD26;相衬(10/20,40,60选配)DIC(10X,20X/40X)选配.空孔照明系统透射柯拉照明,10W LED照明;落射照明:宽场光纤照明6孔位电动荧光转盘(B,G,U标配);电动荧光光闸;中间倍率切换手动1X,1.5X、共焦切换机身端口分光比:左侧:目视=100:0;右侧:目视=100:0;平台电动控制:行程范围130 mm x100 mm (台面325 mm x 144 mm )最大速度:25mm/s;分辨率:0.1μm - 重复精度:3μm。机械可调样品夹板调焦系统同轴粗微动升降机构,行程:焦点上7下2;粗调2mm/圈,微调0.002mm/圈;可手动和电动控制,电动控制时,最小步进0.01um;DIC插板10X,20X,40X插板;可放置于转换器插槽;选配控制摇杆,控制盒,USB连接线软件软件:NOMIS Advanced C图像显示/图像处理/分析2D/3D/4D图像分析,经时变化分析,三维图像获得及正交显示,图像拼接,多通道彩色共聚焦图像
  • 量子显微镜可详细观察活细胞细节
    显微镜技术取得重大突破!据最新发表在《自然》杂志上的文章,来自澳大利亚昆士兰大学的研究人员发明了一种量子显微镜,可使研究人员在的情况下检查活细胞,看到其他方式无法揭示的生物结构细节。这为生物技术的应用铺平了道路,且有望应用于导航、医学成像等领域。  显微镜由量子纠缠提供动力,爱因斯坦将这种效应描述为“远距离幽灵般的相互作用”。  来自昆士兰大学量子光学实验室和ARC工程量子系统卓越中心(EQUS)的沃里克鲍恩教授说:“这是第一个性能超过现有最佳技术的基于量子纠缠的传感器。”这台量子显微镜的成功首次证明,量子纠缠改变传感范式的潜力。  量子显微镜的一个主要成功之处在于,它能够跨越传统光基显微镜的“硬障碍”。通常,传统的光学显微镜会在被观察的生物样本上聚焦照明光线,更强大的光源使研究人员能够更细致地看到细胞。但这种方法的精确度存在一个根本性限制:在某一时刻,足够明亮的光线会破坏活细胞。  鲍恩和他的同事们已经找到了克服该问题的方法。他们使用了一种带有两个激光光源的显微镜,但通过一种特殊设计的晶体“挤压”了其中一束光线。它通过在光子(激光束中的光粒子)中引入量子纠缠来做到这一点。  光子被耦合成相互关联的对,其中任何具有不同于其他光子能量的光子都被丢弃,而不是被配对。这一过程降低了光束的强度,同时降低了其噪声,从而可以进行更精确的成像。  大约10纳米厚的酵母细胞的细胞壁及其细胞液,即使用最好的非量子显微镜,这两者的成像都是微弱的,用标准显微镜则是完全看不见的,而用量子显微镜则可以看到它们的结构细节,从而帮助我们在最小的尺度上理解生命的基本知识。  英国埃克塞特大学的弗兰克沃尔默表示:“这是光学显微镜领域的一项非常令人兴奋的进展,它为改进最先进的显微镜的工作方式打开了大门,其光强度正好不会破坏生物样本。”  鲍恩说,量子显微镜也将有实际应用。例如,光学显微镜经常被用来确定细胞是否癌变或诊断其他疾病,而量子显微镜可以显著提高这些测试的灵敏度,并加快测试速度。
  • 广州明慧|显微镜在线虫观察实验中的应用及赋能
    研究人员对线虫有着复杂的情感,崇敬、亲密,执着。几十年来,科学家已经鉴定并绘制了所有959个成年雌雄同体细胞和1031个成年雄性细胞的发育图。布伦纳称秀丽隐杆线虫为“大自然馈赠给科学的礼物”。线虫是常见的土壤线虫,线虫其个体小,体长仅1-2mm,体态透明,繁殖速度快且数量多,2-3天一代,有雌雄同体和雄虫,平均每代可产生300-500个线虫,可为实验提供大量且均一的样本。线虫在遗传与发育生物学、行为与神经生物学、衰老与寿命、人类遗传性疾病、病原体与生物机体的相互作用、药物筛选、动物的应急反应、环境生物学和信号传导等领域已经得到广泛应用。明场中的线虫筛查在常规解剖镜下可观察到虫体外形结构,使用体视显微镜可以实现对线虫的有效筛选以提高数量。配备灯架或小型照明底座的常规体视显微镜非常适用于线虫筛查,当与辅助物镜一起使用时,它可以实现更高的放大倍率和分辨率,可以轻松制作具有高对比度的线虫图像,即使在低放大倍率下也是如此。对于教学人员来说,它们也是特别好的解决方案。(型号推荐:MHZ101/MHZ201)MHZ101/MHZ201体视显微镜在明场中进行线虫筛查的优势:居中 LED,标本成像具有良好的对比度和均匀的照明;易于存放,体积紧凑轻巧,不使用时可直接置放于壁橱架子上;空间大,有足够的空间让用户用于取虫、显微注射等操作;标本处理简化,最大限度地减少了平板意外掉落的可能性;没有外部灯、电缆,也没有可能从底座上掉下来的设备,适用于学生课程。 转基因线虫育种及荧光筛选 由于转基因通常与绿色荧光蛋白 (GFP)结合,因此可以使用荧光体视显微镜对其进行选择。其他荧光标记如 DsRed在高表达水平下可能有毒,因此通常选择 GFP 标记。使用广州明慧的MHZF700和NSZ818体视荧光显微镜,可以对线虫进行高效荧光筛查。MHZF700和NSZ818体视荧光显微镜优势:搭配BGUV三色荧光模块,支持特殊波段需求定制;极佳的信噪比和清晰的荧光图像,数字成像时最为出色;具备适用于各种常规观察和检查任务从宏观到微观的灵活性;纤薄底座和高亮度LED,方便样品的取放和操作,减少样本转移耗费的时间。
  • 人工显微镜检测逐渐消失 专家疾呼挽救
    时下,各种自动化检验设备可谓日新月异,检测速度和准确性不断提高,传统的人工显微镜检查还有用武之地吗?在近日举行的2012年全国血液体液形态检验诊断学学术会议上,不少专家大声疾呼,在充分发挥现代自动化检验技术优势的同时,不应忽视以传统人工显微镜检查为主要手段的细胞形态学检查的重要价值。   一张小涂片解决了大问题   “一张小小的痰涂片,解决了困扰我一年多的慢性咳嗽。”会上,北京大学第一医院检验科王建中教授与大家分享了自己的经历,   一年前,王建中因受凉患了肺炎,此后一直断断续续地咳嗽,夜里常常咳得无法入睡。痰培养、胸透、肺功能、CT,该做的检查全做了,就是找不到原因,各种对症治疗也效果不佳。家人和同事甚至开始担心他得了肺癌。   直到有一天,王建中为自己做了一张痰涂片,显微镜下发现其中有大量嗜酸性粒细胞,表明咳嗽很可能是由过敏导致的。根据这一检验结果,在医生指导下服用相应抗过敏药物后,王建中终于治愈了病痛。   “形态学检验对疾病的诊断具有独到之处。”他深有感触地说。   据专家介绍,作为临床检验的核心和基础,形态学检验主要是在显微镜下对血液体液标本中的细胞或有形成分进行观察,是临床诊断、疗效观察、预后判断等的重要依据。   人工镜检结果还是一些疾病诊断的“金标准”。如在白血病的血液与骨髓标本中髓系原始细胞计数时,血液或骨髓涂片的显微镜下形态学检查和流式细胞仪分析两者均可用,但世卫组织最新的造血与淋巴组织肿瘤分类方案仍要求以形态学检查为准。   “即使是在临床检验技术自动化大发展的背景下,人工镜检依然是医学检验中不可缺少的重要手段。”王建中说,比如临床最常用的血尿常规检查,自动化仪器目前仍只能作为筛选手段,需要按照一定比例进行人工镜检的复检。   南方医科大学附属中山博爱医院检验科主任技师黄道连说,自动化仪器都是按照正常细胞的相关参数进行设定的,而病变细胞的结构和形态往往会发生改变,病得越重,变化越大,此时,自动化仪器就难以分辨,甚至张冠李戴,造成误诊、漏诊。   对于人工显微镜检查的重要性,很多专家不约而同地提到了曾在社会上引起轩然大波的“茶水发炎”事件。2007年和2012年,两度有记者用茶水代替尿液送到医院化验,结果被检测出炎症。虽然这一做法有违科学原理,但也从另一侧面向检验界敲响了警钟:显微镜检查的环节必不可少。“倘若检验人员能够对出现白细胞阳性的标本进行显微镜复检,也许就可以发现这一明显的谬误。”北京协和医院检验科张时民教授说。   河北医科大学第二医院检验科李顺义教授也举例说,抗凝剂在全自动血细胞分析仪上的使用,有可能造成假性血小板减少,如果不进行进一步镜检就直接发出检验报告,会导致患者接受不必要的辅助检查。   被忽视只因“费时费力还不挣钱”   让与会者感到的担忧的是,人工显微镜检查这一不可或缺的重要检验方式正在被严重忽视和弱化,成为许多医院检验科的“短板”。   这种忽视和弱化首先体现在人工镜检的比例大幅缩水,甚至被取消。“不少医院基本就不做了。”张时民说。   据了解,即使全血细胞分析仪判定为正常的标本中,也有5%是假阴性。2005年,世卫组织涂片复检协作组调查复检结果发现,每天有25%~30%的标本需要进行显微镜复检。但目前不少医院的复检率低于5%,甚至为0。   “自动化仪器主要看细胞数量的变化,而人工镜检则重点关注细胞‘质’的改变,两者本应是左右手的关系,但现在普遍是‘一手硬、一手软’。”黄道连说,他所在的检验科形态学检查做得不错,临床医生从中尝到了甜头,医院也因此非常重视人工镜检,“我们医院要求每一位住院病人在检查血常规时必须同时做血涂片。但据我了解,很少有医院这样要求”。   其次,检验人员对各种细胞的识别能力有限,难以为临床诊断提供有价值的信息。“认得出就认,认不出就当作没看见。”张时民说。   人工镜检被忽视的另一个突出表现是愿意干的人少,干着的人培训进修机会少,专业从事形态学检验的人员严重不足,不少医院采用轮岗、兼职的办法来安排人手。   “青黄不接是普遍现象。”黄道连曾对中山市4家三级医院的检验科人员进行问卷调查,仅有17%的人表示愿意从事形态学检查工作,约12%的人员接受过为期1个月以上的形态学检验诊断培训,而免疫、生化等其他检验项目的检验人员接受培训的比例则为25%~30%。   中国中医科学院广安门医院检验科刘贵建教授指出,过度倚重自动化设备,对仪器的局限性以及人工镜检的重要性认识不足,认为机器检查可以取代人工镜检,加之临床工作量激增,面对每天成百上千份的血尿标本,且要在1小时甚至半小时内出检验结果,检验人员超负荷工作,无暇完成进一步镜检,是人工镜检在检验科被忽视的主要原因。   另一个原因则是收费问题。目前,医院检验项目的收费标准主要按照耗费的物力成本计算,人工镜检所需试剂少、仪器简单,因而这一检验项目基本不收费或收费很低。在目前的医院运行机制下,对于“费时费力还不挣钱”的人工镜检,医院普遍缺乏关注热情。   张时民举例说,在该院做一套肝肾功能血脂检查的收费在300元左右,1小时自动化检验设备大约可以处理上百个标本,而一名检验医师1小时仅能处理约10个普通标本,复杂的标本甚至只能处理两三个。   “有时一张涂片看不到病变细胞,但根据经验判断觉得有问题,为了找到证据,就得多看几张甚至十几张片子,可能花费一天时间就为了找到一个恶性细胞。”黄道连说,“在美国,形态学检查被视为技术含量极高的检验项目,费用也相应较高,属于医保的限检项目。一套骨髓涂片的形态学检查收费为400美元~500美元,而我们的收费只有50元~60元。”   张时民指出,一名成熟的形态学检验技师需要至少10年的经验积累,而现在愿意待在显微镜前的人越来越少,非常不利于我国形态学检验诊断领域的发展。   形态学检查有广阔发展空间   “形态学检查是一门古老的学科,也有着广阔的发展空间,绝不应该是检验科的弱项。”上海交通大学医学院附属瑞金医院王鸿利教授说,在形态学检验的基础上发展起来许多新的检验方法,流式细胞仪就是典型代表。同时,细胞生物学、分子生物学等新兴技术领域都与形态学有关。“放弃了形态学,就放弃了临床检验学的基础。”   王建中表示,近年来逐渐发展成熟的全自动血细胞数字图像分析等现代技术,将为形态学检查的未来发展带来“革命性”的变化。“标本制备的全自动化、仪器自动获取细胞图像,可以减少人工制备标本时间,检验者可以在电脑屏幕上看到标本的显微图像,同时通过网络实现资料共享,同行间可以相互交流,这有助于提高检验诊断的效率和准确性。”   张时民认为,当前应着力加强形态学检验技术骨干的培养和基本技能的培训。在政策允许的情况下,提高形态学检查项目的收费,适当提高从事形态学检验人员的待遇。黄道连建议,应该在岗位安排、人才培养、进修培训、岗位津贴等方面实行政策倾斜,“让从事形态学检验的人员能够安心本职工作,不断提高业务水平,为临床医生提供更有价值的诊断信息”。
  • 光学显微镜的主要观察方法之荧光观察
    应用专家 易海英 荧光现象荧光是指荧光物质在特定波长光照射下,几乎同时发射出波长更长光的过程(图1)。当特定波长(激发波长)的光照射一个分子(如荧光团中的分子)时,光子能量被该分子的电子吸收。接着,电子从基态(S0)跃迁至较高的能级,即激发态(S1’)。这个过程称为激发①。电子在激发态停留10-9–10-8秒,在此过程中电子损失一些能量②。电子离开激发态(S1)并回到基态的过程中③,会释放出激发过程中吸收的剩余能量。荧光分子在激发态驻留的时间为荧光寿命,一般为纳秒级别,是荧光分子本身固有的特性。利用荧光寿命进行成像的技术叫荧光寿命成像(Fluorescence Lifetime Imaging,FLIM),可以在荧光强度成像之外,更加深入地进行功能性精准测量,获取分子构象、分子间相互作用、分子所处微环境等常规光学成像难以获得的信息。荧光的另一个重要特性是Stokes位移,即激发峰和发射峰之间的波长差异(图2)。通常发射光波长比激发光波长更长。这是由于荧光物质被激发之后、释放光子之前,电子经过弛豫过程会损耗一部分能量。具有较大Stokes位移的荧光物质更易于在荧光显微镜下进行观察。图2:Stokes位移荧光显微镜及荧光滤块荧光显微镜是利用荧光特性进行观察、成像的光学显微镜,广泛应用于细胞生物学、神经生物学、植物学、微生物学、病理学、遗传学等各领域。荧光成像具有高灵敏度和高特异性的优点,非常适合进行特定蛋白、细胞器等在组织及细胞中的分布的观察,共定位和相互作用的研究,离子浓度变化等生命动态过程的追踪等等。细胞中大部分分子不发荧光,想要观察它们,必须进行荧光标记。荧光标记的方法非常多,可以直接标记(比如使用DAPI标记DNA),或利用抗体抗原结合特性进行免疫染色,也可以用荧光蛋白(如GFP,绿色荧光蛋白)标记目标蛋白,还可以用可逆结合的合成染料(如Fura-2)等。图3:Leica DMi8倒置荧光显微镜及滤片转轮目前荧光显微镜已成为各个实验室及成像平台的标配成像设备,是我们日常实验的好帮手。荧光显微镜主要分为三大类:正置荧光显微镜(适合切片)、倒置荧光显微镜(适合活细胞,兼顾切片)、荧光体视镜(适合较大标本,如植物、斑马鱼(成体/胚胎)、青鳉、小鼠/大鼠器官等)。荧光滤块是显微镜荧光成像的核心部件,由激发滤片、发射滤片和二向分光镜三部分组成,安装在滤片转轮里,如Leica DMi8配有6位滤片转轮(图3)。不同的显微镜转轮位数会有区别,也有些显微镜使用滤块滑板。滤块在荧光成像中起着重要作用:激发滤片选择激发光来激发样品,阻挡其他波长的光;通过激发滤片的光经过二向分光镜(其作用是反射激发光和透射荧光),反射后通过物镜聚焦,照射到样品,激发出对应的荧光即发射光,发射光被物镜收集,透过二向分光镜,到达发射滤片。如图4中:激发波长为450-490nm,二向分光镜反射短于510nm的光、透过长于510nm的光,发射光接收范围为520-560nm。图4:荧光显微镜光路图荧光显微镜常用荧光滤块可分为长通(long pass,简称LP)和带通(band pass,简称BP)两种类型。带通通常由中心波长和区间宽度确定,如480/40表示可通过460-500nm的光。长通滤色片如515 LP,表示可以通过波长长于515nm的光(图5)。图5:FITC光谱曲线及滤片荧光物质具有其特征性激发(吸收)曲线和发射曲线,激发峰为最佳激发波长(激发效率最高,从而可以降低激发光能量,保护细胞和染料),发射曲线为发射荧光波长范围。因此,在实验中,我们会尽可能选择与激发峰最接近的波长进行激发,而接收范围需包括发射峰。如Alexa Fluor 488的激发峰为500nm,在荧光显微镜中可以选择480/40的激发滤片。图6:Alexa Fluor 488光谱曲线滤块的详细信息可以在显微镜成像软件里看到。了解染料并找到最匹配样品的滤块对于荧光成像有着至关重要的作用。荧光染料和荧光蛋白的光谱信息一般在说明书中会注明,也可在网上查阅(如https://www.leica-microsystems.com/science-lab/fluorescent-dyes/、https://www.leica-microsystems.com/science-lab/fluorescent-proteins-introduction-and-photo-spectral-characteristics/)。滤块的选择除考虑荧光探针的激发、发射波长,对于多色标记样品还需考虑是否有非特异激发、是否串色。此外还需考虑所使用的荧光光源,目前常用的荧光光源有汞灯、金属卤素灯,以及近年来飞速发展的LED光源。荧光光源的光谱有连续的和非连续的,在不同波段能量也会不同。LED光源因为其相对较窄的光谱带、更稳定的能量输出、超长的寿命、更安全环保等诸多优点,正逐步成为荧光显微镜的主要光源。除了显微镜内置的滤块,还有外置快速转轮(图7),徕卡的外置快速转轮相邻位置滤片转换速度为27ms,可实现高速多色实验,如FRET及Fura2比例钙成像(图8)等。图7:徕卡外置快速转轮EFW图8:钙成像,Fura2, Cultured hippocampal astrocytes from 18-day-old embryos of Sprague-Dawley rats. Courtesy of: Drs. Kazunori Kanemaru and Masamitsu Iino, Department of Pharmacology, Graduate School of Medicine, The University of Tokyo 丰富多样的荧光显微成像技术为了满足不同的荧光成像需求,除荧光显微镜外,还发展出了各种荧光显微成像解决方案:? 宽场高清成像系统,如Leica THUNDER Imager,采用Leica创新的Clearing专利技术,在成像时高效去除非焦平面干扰信号,呈现清晰图像,同时兼有高速成像的优点;? 共聚焦激光扫描显微镜,利用针孔排除非焦平面干扰,实现光学切片,得到高清图像及三维立体图像;? 突破衍射极限的超高分辨率显微镜及纳米显微镜,可对小于200nm的精细结构进行观察;? 利用多光子激发原理进行厚组织及活体深层成像的多光子成像系统;? 具有高时空分辨率的光片成像技术,成像速度快、分辨率高、光毒性低,特别适合进行发育、活体动态观察等研究;? 荧光寿命成像(FLIM),不受荧光物质浓度、光漂白、激发光强度等因素的影响,能更加深入地进行功能性精准测量;? 荧光相关光谱(FCS)及荧光互相关光谱(FCCS),测量荧光分子的分子数、扩散系数,从而分析分子浓度、分子大小、粘性、分子运动、分子结合/解离、分子的光学特性等;? 全内反射荧光显微镜(TIRF),极高的z轴分辨率,非常适合细胞膜表面的分子结构和动力学研究。 荧光显微成像技术应用广泛,种类丰富,而且新技术还在不断涌现,大家可以选择最适合的技术去完成自己的研究。
  • 胤煌科技发布显微镜不溶性微粒检测仪新品
    YH-MIP-0103型显微镜不溶性微粒检测仪检测介绍药典规定:按照中国药典0903章节的要求,不溶性微粒的检测有两个方法,光阻法不溶性微粒检查和显微镜不溶性微粒检查。随着光阻法收录入药典作为不溶性微粒检查的一个方法以来,由于其操作简单,检测速度快,无需制样等优点深受广大用户的喜爱,也便成了用户偏爱和较高一种的检查方法。而显微镜法不溶性微粒慢慢淡出人们视野。随着药学的发展,尤其是制剂学的飞速进步,各式新的剂型进入临床,如注射用乳剂,常见的有丙泊酚、中长链脂肪乳、三腔袋脂肪乳等,脂质体,混悬剂,滴眼剂,混悬剂,易产生气泡剂型等。此种注射剂剂型的特殊性,无法利用常用的光阻法检测不溶性微粒,因为其样品本身的不透明性、高粘度等原因,使得采用光阻法检测会产生假性结果,因为光阻法会将样品本身和气泡也作为颗粒计入。中国药典CP中规定所有的注射剂都要做不溶性微粒项目检查,故而显微镜法不溶性微粒检查设备是非常重要的选择。常规显微镜不溶性检查的缺陷常规显微镜不溶性微粒检查大家会采用一台简单显微镜,人工进行计数。此种操作的难点是:无法避免人为的原因导致计数的偏差,主观性太强;最重要的是人为计数对实验员眼睛的要求较高,用眼过度会造成视力过早下降,引起一些不必要的眼疾;操作不规范性,测试结果重复性差YH-MIP-0103系列显微镜不溶性微粒检测仪上海胤煌科技有限公司自主研发生产的全自动显微镜不溶性微粒检测仪YH-MIP-0103系列,从样品制备到测试完成有一套完整的方案。1)直接按照药典要求出具报告;2)全自动进行滤膜全扫描,并进行颗粒图片分析;3)可以区分颗粒性质,鉴别不溶性微粒的来源,是金属还是纤维;4)按照颗粒性质进行归类分析统计;5)光阻法检测不通过时,作为光阻法不溶性微粒的一个验证;显微镜不溶性微粒检测仪设备构成样品过滤装置,烘干装置,检测分析系统,电脑等。检测分析系统可以根据用户要求配置奥林巴斯体式显微镜、奥利巴斯金相显微镜、徕卡金相显微镜、尼康金相显微镜等。显微镜不溶性微粒检测仪应用领域应用范围:乳剂、脂质体、滴眼剂、混悬剂、易产生气泡剂型、粘度大制剂等执行标准:中国药典CP,美国药典USP 788、USP 789,欧洲药典 EP,英国药典 BP2013,日本药典JP等YH-MIP-0103系统介绍:组成:显微镜颗粒分析系统既可以观察颗粒形貌,还可以得到粒度分布、数量、大小、平均长径比以及长径比分布等,为科研、生产领域增添了一种新的粒度测试手段;该系统包括光学显微镜、数字CCD 摄像头、图像处理与分析软件、电脑、打印机等部分组成;是传统显微测量方法与现代图像处理技术结合的产品;软件:测试软件具有操作员管理系统、测试标准、零件测试模板、图像存储、颗粒追踪、报告输出、清洁度分析等功能;全面自动标准选择、颗粒尺寸设定、颗粒计数,或按用户设定范围计数,自动显示分析结果,并按照相关标准确定产品等级;专业软件控制分析过程,手动对焦,手动光强,自动扫描,自动摄入,自动分析;专用数字摄像机将显微镜的图像拍摄及扫描;全自动膜片扫描系统,无缝拼接, 数字化显微镜分析系统;数据传输:R232 接口数据传输方式将颗粒图像传输到分析系统; 颗粒图像分析软件及平台对图像进行处理与分析;显示器及打印机输出分析结果;特点:直观、形象、准确、测试范围宽以及自动识别、自动统计、自动标定等特点; 避免激光法的产品缺陷,扩展检测范围;YH-MIP-0103系统介绍:胤煌科技为您奉献的专门高性价比实验室显微镜。可以轻松地根据需要进行明场、暗场、相衬、荧光、偏光等多种观察;还可以连接照相机、数码摄像头,与电脑联机工作。1)物镜:独立校正光学系统,物镜拥有更高的数值孔径,成像更加平坦,清晰范围可达视场边缘。5X、10X、20X、30X、40X、50X、80X、100X 等可根据要求选配、经过防霉处理;2)目镜:高眼点,屈光度可调。10X 目镜视场范围有 20mm 和 22mm 两种配置。经过防霉处理;3)阿贝聚光镜:数值孔径 NA1.25,中心可调,带相衬板插孔,配孔径光阑调节装置,聚光镜孔径光阑采用与物镜色圈相同颜色的标记,方便您的使用;4)暗场聚光镜:专门用于暗场观察,安装方便;5)偏光装置:加配起偏器和验片器,您便可以轻松进行简易偏光观察;6)多功能转盘式相衬聚光镜:数值孔径 NA1.25,配置多功能相衬聚光镜,您可以配合 10X-100X 相衬物镜进行相衬观察,配合 10X-40X 物镜进行暗场观察,也可以明场观察;7)内倾式转换器:方便您放置切片,变换物镜进行观察;8)机械载物台:平台尺寸大于 100*100mm,可容纳 2*50mm 快切片,配切片定位夹;X/Y 方向移动范围大于 50*50mm。低位同轴移动手轮;9)无导轨机械载物台:平台尺寸大于 100*100mm,可容纳 2*50mm 快切片,配切片定位夹;X/Y 方向移动范围大于 50*50mm,低位同轴移动手轮,调节手轮可以根据您的用手习惯任意安装在载物台的左手或右手一侧;10)电动载物台:平台行程:大于 80*70mm;行程:2000μm;定位精度:≤±5μm;典型分辨率: 单步 0.625μm;11)观察筒:双目或三目铰链式观察筒;三目分光比 20/80,可以轻松与数码摄像头或照相机连接工作;视场较高可配置到 22mm;有 48-75mm和 52-75mm 两种不同的双目瞳孔,调节距分别适用于亚洲和欧美人士使用,您可以根据自己双目距离作出灵活的选择;12)粗微动手轮高度可调:根据您手形的大小,粗微动手轮高度可调,为您的手臂带来轻松和舒适;13)照明系统:6V/20W、6V/30W 卤素灯或者 LED 多种光源可供选择。抽屉式的灯座设计让您只需简单地拔出、插入便可方便地更换灯泡;14)高效率的独立散热系统:即使在 6V/30W 卤素灯 48 小时不间断照明的环境下,机身也不会烫手,完全解决了长期困扰研究人员的机身发烫问题;15)增高器:果您体型高大,可选配增高器,保证您观察时的坐姿更加舒适;16)搬运把手:保证您移动显微镜时轻松安全;YH-MINP-0103产品配置 显微镜不溶性微粒检测仪技术参数测试范围: 1 μm - 500 μm放大倍数:40X-l000X 倍比较大分辨:0.1 μm显微镜误差:0.02(不包含样品制备因素造成的误差)重复性误差: 93%软件运行环境:Windows 2000、Windows XP接口方式:RS232 或 USB 方式供货期:30 个工作日精 确 度:95%(按中国药典 2010 版校准)YH-MIP-0103分析过程: YH-MIP-0103系统介绍:美国药典 USP 788、USP 789、USP35-NF30、USP32-NF27;欧洲药典 EP6.0、EP7.0、EP7.8、EP8.0;英国药典 BP2013、BP2012、2010、2009;日本药典 JP16、JP15、JP14;印度药典 IP2010 版;WHO 国际药典 IntPh 第四版;中国药典 2010 年、2015 年;GB8368 输液器具;ISO21510;ISO11171 等。GB/T 11446.9-2013 电子级水中微粒的仪器测试方法。可根据客户要求,植入相应“光阻法颗粒度”测试和评判标准。 创新点:显微镜不溶性微粒检测仪 全自动进行滤膜全扫描,并进行颗粒图片分析,可以区分颗粒性质,鉴别不溶性微粒的来源,是金属还是纤维按照颗粒性质进行归类分析统计,检测分析系统可按客户要求配置奥林巴斯体式显微镜、奥林巴斯金相显微镜等 显微镜不溶性微粒检测仪
  • 体视显微镜的创新点及在大健康市场领域的应用
    体视显微镜显微镜有很多种,体视显微镜是其中的一种,比如还有生物显微镜、金相显微镜等。体视显微镜,又叫实体显微镜、立体显微镜或解剖镜。体视显微镜是一种常用的显微镜,具有正像立体感的目视仪器,不需要专门进行加工制作样品,可以直接放在体视显微镜镜头下进行观察,它能够通过放大和放映图像,使我们能够观察和研究微小的物体和细胞结构,从不同角度观察物体,使双眼引起立体感觉的双目显微镜,工作效率极高。体视显微镜创新点:1、双目镜筒中的左右两束光不是平行的,而是具有一定夹角的,一般为12度到15度,这个角称为体视角。因此成像会有三维立体感。观察者可以更加真实地感受到样品的立体形态,更好地理解样品的结构和特性。2、由于体视显微镜的棱镜把图像倒转过来,使观察者看到的图像是直立的,便于操作。3、虽然放大倍率不及其它光学显微镜的倍率大(如生物显微镜和金相显微镜的放大倍率可达1000倍甚至更大),但体视显微镜优点就是工作距离长,视场直径大。景深大,便于观察物体的全貌。4、体视显微镜操作简单,放大倍数一般在7X~45X、7X~63X。其他更高端科研级体视显微镜型号NSZ818,变焦倍率比达到 1:18 ,10X目镜能够实现7.5-135X的放大倍数。果蝇转基因 转基因育种体视显微镜用途上也最为广泛,主要用途如下:1、动物学、植物学、昆虫学、组织学、矿物学、考古学、地质学和皮肤病学等的研究。2、在纺织工业中,用于原料及棉毛织物的检验。3、在电子工业中,作为元器件检查,焊点检查等操作工具。4、各种材料的裂缝构成,气孔形状腐蚀情况等表面现象的检查。5、在制造小型精密零件时,用于机床工具的装置、工作过程的观察、精密零件的检查以及装配工具。MHZ-101/MHZ-201体视显微镜可将微小物体放大并形成正的立体像,具有工作距离长,成像清晰而平稳、视场宽阔、清晰度高、倍率连续可调和操作方便等特点。根据人机工程学要求设计,45度倾斜观察,长时间工作而不感觉颈肩不适。特别适用于科研、高教、农林地质、珠宝、医学卫生、公安部门作观察分析、生物解剖。近年来还广泛应用于电子工业和仪器仪表等行业作细小精密零件的检验、装配修理用。MHZ-201体视显微镜MHZ-201体视显微镜技术参数表:◆放大倍数: 标准配置:7X~63X 选配目镜及辅助物镜,连续变倍◆物镜: 标准配置:连续变倍物镜 变倍比9:1 确保像面齐焦性◆观察头: 45°倾斜,360°旋转◆目镜: 标准配置: 10X/20mm,宽视野,广角,高眼点,为佩带眼镜的观察者提供方便◆可选目镜: 10X、15X、 20X 、25X◆工作距离:标准配置110mm(有效距离)◆可选辅助物镜:0.5X工作距离165mm/1.5X/2X ◆显微镜摄像头:C接口的USB2.0和USB3.0相机可选◆荧光照明器:LED落射荧光照明器/环形荧光照明器NSZ818科研级平行光体视显微镜NSZ818科研级平行光体视显微镜在大健康市场领域的主要应用:1、用于蛋白质结晶过程和晶体的高对比度观察和成像。2、作为分子生物学、细胞生物学、神经生物学、发育生物学、胚胎学、系统生物学、结构生物学的从宏观到微观高分辨观察与成像研究工具。3、用于斑马鱼、小鼠、线虫等模式生物和各种透明样本、微观细胞组织、亚细胞结构的明场、浮雕相衬;可升级为荧光观察和成像系统。4、数码体视显微镜作文书纸币的真假判辨,大样品上的颜料残留物分析和鉴定,区分轻微的结构偏差和真实的色彩。5、广泛应用于纺织制品、化工化学、塑料制品、电子制造、机械制造、医药制造、食品加工、印刷业、高等院校、考古研究等众多领域。体视显微镜NSZ818技术参数:◆光学系统:平行光(伽利略型)复消色差光学系统◆变倍比:1:18,变倍范围0.75-13.5X◆物镜:PLAN APO 1X(NA 0.15, WD 60mm)◆放大率:7.5-135X◆目镜(F.O.V.mm):三目 20°固定倾角镜筒 可变倾角三目镜筒,范围为 0-30°◆可选目镜:10X(23) 10X(22)15X(16) 20X(12)◆底座:LED 立体照明底座(OIC 内置照明器)◆支持观察方式:明场,荧光,斜照明,简易偏光,暗场
  • 显微课堂 | 徕卡晶圆检测显微镜 令人信服的技术细节
    晶圆或 LCD 和 TFT 的检验、过程控制和缺陷分析必须快速、精确并符合人体工学。LeicaDM8000M和 DM12000M晶圆检测显微镜提供了一个创新而高性价的系统解决方案,帮助客户充满信心地应对现在和未来的检验挑战。除了大视野和高分辨率光学部件,系统还采用了高度人性化的设计和全内置的 LED 照明,可以从不同角度照亮样品。DM8000 M / DM12000 M 是一个模块化大型平台检测显微镜平台,可用于 8"/200 mm 和 12"/300 mm 样品检测。 手动检测版本 电动版本DM8000 M/DM12000 M01进入检测领域的第一步查看样品表面的更多信息,在更短的研究时间内改进产品质量决策。 宏观物镜(Plan APO 0.7x)4倍与常规扫描物镜的视野,用于快速浏览样品紫外照明可获得更高分辨率,可与斜照明技术相结合,从任意角度以高分辨率查看样品,获得更多样品表面信息,且检验结果精确符合人体工程学的设计和自动化功能可实现快速、低疲劳操作,避免在重复性样品检测过程中注意力不集中通过手动、编码和电动功能支持智能工作流程,加快样品检测速度02快速样品详览从用于快速浏览样本的微距物镜(Plan APO 0.7x)到用于观察最精细细节的微距物镜。 使用 25 mm (FOV) 目镜,可看到 35.7 毫米的样品表面一目了然地看到在高倍放大镜下 "看不见 "的宏观缺陷,如材料样品中的曝光缺失区域、鲨鱼齿结构或流动结构需要检测宏观结构时,无需对样品进行耗时的扫描只需切换到更高倍率(Obj. HC PL APO 150x/0.90 IVIS BD)即可看到最细微的细节03在更短时间内获得更多样品表面信息紫外照明可获得更高分辨率,可与斜照明技术相结合,获得更多样品表面信息。 以高倍率(150 倍)的彩色模式,通过明场、暗场或DIC模式检查样品,以发现样品缺陷通过激活紫外线照明来提高光学分辨率,以观察最精细的结构以高分辨率将对比度较低的表面转化为清晰的结构拓扑图,快速发现缺陷04通过智能功能支持工作流程通过手动、编码和电动功能支持智能工作流程,加快样品检测速度。 只需点击一下按钮,即可根据所选方法自动调整照明和对比度设置,从而节省时间并避免出错集成的 LED 可见光和紫外照明可在几秒钟内切换不同的照明技术,保证污染不会进入无尘间保持,确保洁净室的清洁内置聚焦探测器,用于检测高反射表面,可快速、轻松地找到正确的聚焦位置相关产品 DM8000 M DM12000M 徕卡显微咨询电话:400-877-0075 关于徕卡显微系统徕卡显微系统的历史最早可追溯到19世纪,作为德国著名的光学制造企业,徕卡显微成像系统拥有170余年显微镜生产历史,逐步发展成为显微成像系统行业的领先的厂商之一。徕卡显微成像系统一贯注重产品研发和最新技术应用,并保证产品质量一直走在显微镜制造行业的前列。徕卡显微系统始终与科学界保持密切联系,不断推出为客户度身定制的显微解决方案。徕卡显微成像系统主要分为三个业务部门:生命科学与研究显微、工业显微与手术显微部门。徕卡在欧洲、亚洲与北美有7大产品研发中心与6大生产基地,在二十多个国家设有销售及服务分支机构,总部位于德国维兹拉(Wetzlar)。
  • 观察者---显微镜下的空间与时间
    从古至今,人类一直在追寻更高更远的真相,从远洋航行到太空探索,人们不断征服一个个宏伟的目标,但是人们肉眼所见的宏观世界不是世界的全部,还有人眼无法看清的微观世界,它同样也吸引着无数人去探索和追寻。无论宏观还是微观事物,我们的观测都是基于三维空间的属性,即XYZ三维,而对事物形态变化的观察则需要再引入一个衡量因素--时间T,因此对事物观察的最完备方式一定是XYZT的同时记录,即形态+时间的长时间摄影,这也是显微镜的终极功能。经过三百多年的发展,现代显微镜提出分辨率、景深、视野等概念,并不断提出解决方案,显微镜已经初步满足我们对微观世界观察的需求,帮助我们记录下微观世界的空间和时间。微观世界观察最重要的是细节的分辨,分辨率的概念便由此诞生,分辨率是指人眼可以区分的两个点之间的最小距离,只在XY维度有效,根据瑞利判据,Rayleigh Criterion,正常人能分辨的极限是明视距离25cm处0.2mm的两个点,当我们使用显微镜后,我们可以看清更小距离的两个点,这便提升了我们观察的分辨率。随着现代研究的不断深入,人们对分辨率的要求也在不断提高,而科学家们也在不断的提升显微镜的分辨率,如电子显微镜将分辨率提升至纳米级别,实现了对病毒的观察,超高显微成像技术,将显微镜的分辨率从200纳米提升到几十纳米,实现了对活细胞细胞器的观察。分辨率的提升也带来了新的问题,即视野和景深的减小,当用普通中央照明法(使光线均匀地透过标本的明视照明法)时,显微镜的分辨距离为d=0.61λ/NA,可见光波长范围为400—700nm,取其平均波长550nm,波长是固定常量,因此,增大NA数值,即可得到更小的D值,也就是可以分辨的两点之间的距离更小,可以让人眼看清楚更小的物体。NA值即数值孔径,描述了透镜收光锥角的大小,NA = n * sinα,即透镜与被检物体之间介质的折射率(n)和孔径角(2α)半数的正弦之乘积。n为物镜与样本之间介质的光折射率,当显微镜物方介质为空气时,折射率n = 1 , 采用折射率高于空气的介质,可以显著提高NA值,水浸介质是蒸馏水,折射率为1.33;油浸物镜介质是香柏油或其它透明油,其折射率一般在1.52左右,接近透镜和载玻片的折射率,因此,油镜的NA值高于空气镜。孔径角又称“镜口角”,是透镜光轴上的物体点与物镜前透镜的有效直径所形成的角度,增大镜口角,可以提高正弦值,其实际上限约为72度(正弦值为0.95),乘以香柏油折射率1.52,可以得出最大NA值为1.45左右,代入分辨率计算公式,可以得出常规显微镜极限XY平面分辨率为0.2um左右。NA值还会直接影响显微镜的视野亮度(B)。由公式B∝N.A.2/ M2 我们可以推出,亮度随数值孔径(N.A.)的增大或者物镜倍率(M)的降低而增加。从理论上来说,我们应该追求尽可能高的NA值,以获得更好的XY平面分辨率和视野亮度。然而凡事都有两面性,XY平面分辨率的提升,会带来Z轴景深和观察视野的减小。显微镜一般都是垂直向下取景的,通过视场直径内观察到的物体表面凸起的位置与凹下的位置都能够看的很清楚时,那么凸点与凹点之间的高度差就是景深了,对于显微镜来说景深越大越好,景深越大在观察高低不平整的物体表面时,能够得到更好更立体的清晰度画面,大景深有助于我们对微观世界进行垂直方向形态的观察,也就是XYZ三维形态中的Z轴信息。景深就是象平面上清晰的象所对应物平面的前后空间的深度:dtot=(λ*n)/NA + n/(M∗NA) * e,dtot:景深,NA :数值孔径,M :总放大率,λ:光波波长, (通常λ=0.55um),n: 试样与物镜之间介质的折射率(空气: n=1、油: n=1.52)根据这个公式,我们可以知道,Z轴景深与XY平面NA值成反比。除了景深外,视野也受到NA值的影响,通过仪器固定注视一点时所能看见的空间范围即视野,它的计算与物镜的放大倍数直接相关,观察所看到的实际视野直径等于视场直径除以物镜的放大倍数,目镜会表明对应视场数,如10/18,即放大倍数10倍,视场直径18mm,因此当目镜确定后,放大倍数越大则观察的视野越小。XY平面分辨率是对局部细节的解析,而视野则决定了我们对样本的观察范围,视野必然是越大越好,但受限于当前的技术,我们必须采用高倍物镜,才可以得到良好的NA值,因此,视野和NA值有间接的负相关系。当我们需要观察的样本大于我们的视野时,每次观察只能看到一个局部,为了解决这个问题,拼图技术便应运而生。通过在XY方向移动样本,连续拍下不同位置的图像,最后拼接在一起,就可以得到一张全视野的图像。▲镜下局部视野▲拼接后全视野▲手动拼接▲自动拼接(图源:Echo显微镜)拼接分为手动和自动两种,手动拼图成本低廉,但是对人员的操作水平,经验要求很高,如上图,操作人员稍有不慎,就会出现图片接缝问题,同时手动拼图速度慢,不适合大批量,高通量样本处理,比如医院病理科日均上百病理切片观察,手动拼图方式无法满足要求。自动拼图的核心部件是全自动载物台,结合软件,可自动实现全自动,大范围全视野拍摄,结合自动Z轴对焦补偿,即可得到全视野的清晰图像。Echo Revolution 全自动荧光显微镜Echo Revolution全自动荧光显微镜,将XYZ三轴全部实现电动化,从而实现自动完成多图拼接的大视野高分辨率成像,而电动化的Z轴可以帮助用户实现自动聚焦、自动定焦和Z-Stacking 多层扫描大景深成像。Echo Revolution全自动荧光显微镜还添加了延时摄影功能,可以帮助用户实现长时间观察和时间回溯,使用户可以进行更全面的观察实验。
  • 【清洁度显微镜微百科】产品和检测设备与时俱进
    # 始于航天,行于汽车清洁度最早的历史应用于航空航天工业,也可以用符号Sa表示。60年代初美国汽车工程师( SAE )和美国宇航工业协会( SAE )开始使用统一的清洁度标准,从而全面地应用于航空和汽车行业。机电仪表产品的清洁度是一项非常重要的质量指标。清洁度表示零件或产品在清洗后在其表面上残留的污物的量。一般来说,污物的量包括种类、形状、尺寸、数量、重量等衡量指标;具体用何种指标取决于不同污物对产品质量的影响程度和清洁度控制精度的要求。(摘自:百度百科)而汽车行业中关于清洁部件的要求,最早则由罗伯特博世公司(Robert Bosch)在1996年为了提高柴油汽车发动机共轨喷射系统的生产质量而提出的,他们在生产流程中发现小喷嘴很容易被系统中残留的污染颗粒堵塞,因此提出了生产中清洁部件的质量规范,由此诞生了零部件清洁度测试标准。此后,在汽车系统中很多可靠性问题都被归因于微粒子污染,即零部件清洁度不足。(摘自网络)产品与要求一同进化随着汽车工业的的大规模发展,汽车类产品的制造技术日益复杂,为了保障汽车的行驶安全,因此需要更高水平的污染控制能力。(当然,不仅是汽车、航空航天、重型机械和电气工程行业,技术产品日益复杂,因此对生产条件和生产部件的清洁要求也日益提高。)技术设备和部件表面上残留的污物可能会导致设备性能不可靠和/或很差;在制造过程中,设备上残留的颗粒会造成停工、延误交货时间、浪费材料和能源以及退货等问题。技术清洁度检测应用包括对ABS系统、柴油喷射器、制动卡钳、液压系统、管道、PCB、互连系统和较大重型机械部件的清洁情况进行检测。清洁度检测过程技术清洁度检测是一个包含了一系列准备步骤和检测步骤的较为复杂的过程,此文将对技术清洁度的检测过程进行概括介绍。检测之前对部件的准备工作分为如下步骤:部件清洗准备阶段始于从生产线上取下一个部件样本并进行清洗(在提取步骤之前)。提取在放置于无尘室的提取柜中去除被测部件上的颗粒。可以通过冲洗、喷洗、晃动冲洗或超声波清洗的方法去除颗粒。过滤对提取液进行过滤,并在滤膜上收集提取的颗粒(过滤材料包括纤维素、聚酯、玻璃纤维和尼龙网布)。烘干并称重滤膜被烘干,并准备接受进一步分析。滤膜烘干后,会留下所有杂质,然后,使用分析天平对其称重检测过程包括以下步骤:图像采集和载物台的移动烘干的滤膜被放置在电动显微镜的载物台上,以采集检测所需的图像。颗粒的探测观察滤膜的图像,以找到表现为明亮背景中黑色区域的颗粒。粒径的测量根据不同参数对所探测到的颗粒进行测量,这些参数包括:最大卡尺直径(与颗粒投影相切的两条平行线之间的距离)和等效圆直径。粒径的分类对颗粒进行了测量之后,将颗粒分成不同的粒径级别组。两个主要粒径等级为差值(由最小和最大粒径定义)和累积(仅由最小粒径定义)。颗粒计数外推法在滤膜中定义一个区域进行扫查,并探测其中的颗粒。这些区域可以是滤膜尺寸(整个滤膜区域)、流经区域(颗粒所覆盖的滤膜区域)、最大扫查区域(检测所能扫查的最大区域),以及检查区域(由用户定义的实际扫查区域)。颗粒计数归一化由外推法获得的颗粒计数被归一为某种比较值,从而可以对多次测量获得的结果进行比较。归一化方法包括清洗区域(归一为1000平方厘米区域的颗粒计数)、清洗体积(归一为100立方厘米区域的颗粒计数)、清洗样件(归一为单一样件的颗粒计数),以及过滤流体(归一为1毫升或100毫升过滤流体的颗粒计数)。污染水平的计算这种分类水平不是由粒径决定的,而是由(大多数国际标准)所定义污染级别中的颗粒总体数量决定的。清洁度代码的定义某些标准将测量数据的表现方式简化为简要的说明。这种清洁度代码根据标准而定义,并由粒径的级别和污染水平构成。最大审核值进行核查以获得最大审核值是一个可选步骤。如果需要获得一个最大审核值,则会在检测配置中确定,也可能会确定一个颗粒绝对数量值或者一个最大清洁度代码。反光颗粒和非反光颗粒的区分金属颗粒和非金属颗粒之间的区别是通过确定颗粒是否反光而完成的(这种区分极其重要,因为金属颗粒会造成比非金属颗粒大得多的伤害)。纤维鉴别在滤膜上探测到的纤维通常与滤膜上发现的其他颗粒来自于不同的地方(例如:纤维可能来自工作服或者抹布)。因此需要根据评估清洁度所使用的标准,识别、分析或忽略纤维。结果的复核在复核结果的过程中可能会执行以下操作:删除被错认为颗粒的项目;将靠得很近并被错认为是单个大颗粒的多个颗粒分开;将靠得很近并被错认为是不同颗粒的一个颗粒的组成部分融合在一起;修正错误的颗粒标签(例如:金属或非金属)。报告的创建技术清洁度检测报告可以包括某些颗粒采集参数的说明、颗粒分类表、颗粒区域覆盖的详细信息,以及最大颗粒的图像。CIX清洁度显微镜:为技术清洁度检测而设计技术清洁度检测向检测人员提出了一系列挑战,其中包括在检测过程中核查检测结果,同时观察反光和非反光颗粒,每天检测多个样本,基于不同的标准修正并重新计算结果,以及制作合规性报告分享结果。OLYMPUS CIX系列清洁度显微镜,特别为技术清洁度检测而设计,不仅可以迎接上述挑战,而且使用方便,可以使用户在非常舒适的条件下完成检测。OLYMPUS CIX系列清洁度显微镜的高端光学部件,硬件和软件的无缝整合,以及无需维护的可靠设计,确保了图像条件的再现性,并使清洁度检测成为一项可以轻松完成的日常任务。
  • PNAS:原子力显微镜大放异彩 新型液体活检技术面世
    p   由塔夫茨大学科学家研发的一种新型无创检测技术,仅需患者的尿液样本,就能比当前应用的侵入性临床筛查技术更加简单和精确的预测膀胱癌的发生。经验证,这项基于原子力显微镜(AFM)的液体活检技术,在膀胱癌的检测上特异性达到了82%-98%!灵敏度更是超过了90%! /p p   这项研究最新发表在国际顶级期刊《PNAS》上。值得注意的是,这也是原子力显微镜首次成功的应用于临床诊断。研究人员通过原子力显微镜,对癌症患者尿液中的细胞进行纳米级别的观察,发现癌症患者尿液中的细胞具有独特的特征。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/d31aaeef-4e3e-4385-bc7b-b42f3ebea2fc.jpg" title=" 1.jpg" alt=" 1.jpg" width=" 300" height=" 200" border=" 0" vspace=" 0" style=" width: 300px height: 200px " / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(127, 127, 127) " 显微镜探针对细胞表面进行“描绘” /span br/ /p p   研究人员强调,这项无创技术不仅可用于膀胱癌的检测,对于上尿路、尿道、胃肠道、结直肠、宫颈以及呼吸系统癌症的检测同样潜力无穷。不仅如此,这项技术还可用于监测细胞对各种药物治疗的反应。因此,这项新型检测方法可能为诊断成像的发展指明了全新的方向! /p p   膀胱癌是最常见的恶性肿瘤之一,在我国发病率居所有泌尿系统肿瘤首位。据2015年中国癌症年报统计,我国约有8.05万新患者,约有3.29万人死于膀胱癌。膀胱癌由于具有易复发、治疗周期长、单次治疗费用较高等特点,其治疗费用居于实体肿瘤首位。 /p p   膀胱癌患者术后即使进行辅助治疗,术后1年复发率仍可达15%-61%,术后5年复发率可达50%-70%。因此,早期诊断和发现肿瘤对于膀胱癌的治疗和降低术后复发率十分重要。对于早期检测发现膀胱癌的患者,5年生存率甚至可达到95%! /p p   目前,尿脱落细胞学检查和膀胱镜检查是临床上诊断膀胱癌最可靠的方法。传统的尿脱落细胞学检查虽为无创检查,但敏感性低,易受到结石、炎症等因素的影响而出现假阳性结果。 /p p   而膀胱镜检为有创检查,且对于肉眼见不到的微小肿瘤容易造成漏诊。对于已经接受治疗并处于缓解期的患者而言,需要每3-6个月进行一次侵入性的膀胱镜检查,不仅费用昂贵且会带来巨大不适。因此,寻找敏感性高、特异性强、无创、无痛苦、相对经济、能长期随访的膀胱癌早期诊断方法成为研究的热点。 /p p   而当前这项研究所研发出的无创诊断技术比侵入性的膀胱镜检查要更加精确,不仅能够显著的降低患者的治疗成本,还能极大的减少患者的不便。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/1b2a3871-f6e6-4427-9b8a-6612004f9ffd.jpg" title=" 2.jpg" alt=" 2.jpg" width=" 300" height=" 200" border=" 0" vspace=" 0" style=" width: 300px height: 200px " / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(127, 127, 127) " 检测流程示意图 /span /p p   而实现这一切所需要的仅仅只有尿液样本!通过最新的液体活检技术,研究人员不仅能更加轻松的筛查有家族病史的健康个体,而且还能潜在的检测出癌症发展的阶段。不仅如此,利用这项技术能够更加有效的监控患者治疗后的进展。 /p p   这项技术就是基于原子力显微镜的影像学诊断技术!原子力显微镜通过微悬梁臂上的探针对细胞的表面进行“描绘”,探针在经过凹凸不平的细胞表面时会发生不同程度的微小偏移,记录下这种偏移后,研究人员就能够描绘出细胞表面的纳米级特征图谱。此外,探针的“摆动”还能够检测出样本的一些物理学特征,比如细胞的粘附力等等。 /p p   近年来原子力显微镜已成为微小生物结构不可缺乏的探测工具。主要原因是因为电子显微镜必须在真空环境下操作,而生物体离不开体液也不能在真空中存活。所以,对于生物体的纳米级观测,原子力显微镜成为唯一工具。原子力显微镜不仅可针对生物样品表面撷取影像,也可以探测生物体内的纳米级力学性质(比如实验探测DNA的拉伸强度值)。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/6e56182b-f74c-4f05-8217-eda02aa5e60c.jpg" title=" 3.jpg" alt=" 3.jpg" width=" 300" height=" 200" border=" 0" vspace=" 0" style=" width: 300px height: 200px " / /p p     原子力显微镜的基本架构图,主体结构为一个微悬臂梁,悬臂梁的自由端设有一探针。探针尖端的曲率半径约数个纳米,它与试体间存在分子间作用力。以低功率激光照射在探针背面,其反射讯号投影在光感测器,藉由光感测器上光点的位置探知微悬臂梁的振动情况。 /p p   研究人员发现,从癌症患者尿液中提取出的膀胱细胞具有独特的表面特征,利用原子力显微镜可以将其与健康个体的膀胱细胞区分开来,因此这种方法具有极大的潜力用作诊断工具。不仅如此,该诊断方法与机器学习相结合后,能够更精确的识别细胞表面特征,例如粘附性、粗糙度、方向性以及分形特性等,从健康细胞中将癌变细胞区分出来。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/8bfdd1e4-d638-4c0d-8c2c-3ca67ffc1425.jpg" title=" 4.jpg" alt=" 4.jpg" width=" 300" height=" 200" border=" 0" vspace=" 0" style=" width: 300px height: 200px " / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(127, 127, 127) " 癌细胞与正常细胞在显微镜观察下具有不同的特征(左列为正常细胞,右列为癌细胞观察结果) /span /p p   通过研究人员的验证,这项液体活检技术的灵敏度超过了90%!而当前其他可用的非侵入性尿液检测(如生物标志物NMP22生化评估、荧光原位杂交分析、免疫细胞化学技术分析)的灵敏度为20%-80%。除此以外,在膀胱癌的检测上这项技术的特异性更是达到了82%-98%! /p p   原子力显微镜的发展至今已近三十年,这是其首次显示出巨大的临床诊断前景,且精确性超过了当前的膀胱癌诊断临床标准。在正式进入临床实践之前,这项技术还需在更大范围的患者人群中进行验证。研究人员表示,希望这项技术未来能用于其他类型肿瘤,如胃肠道癌症、结直肠癌以及宫颈癌等的检测中。 /p
  • 浅谈显微镜——物镜的球差与色差
    上期我们聊到物镜的数值孔径,了解到数值孔径的大小直接影响最终获取的图像分辨率,为物镜的重要参数。然而,在物镜上我还会看到一些简写,如下图所示: 那么,这些英文简写表示什么意思呢?可以看到,上图物镜上游两个简写:N、PLAN。分别表示色差矫正和球差矫正的等级。有些小伙伴就会问道,什么是色差,什么是球差?自然光或LED光源发出的光线都是白光,白光由不同波长的光组合而成,不同的波长呈现不同的颜色,穿过透镜的折射率也不相同,如上图所示:一束白光从w点发出斜射至一块凸透镜中,不同波长的光折射率不同从而分散开来,从而不同颜色的光落在不同的位置。这只是一个点光源就出现这种效果,如果在显微镜成像中,复杂的颜色分布,多种颜色的组合,如果颜色依旧如此乱的呈现在视野中,我们可能都认不出所观察的图像是什么了。下图为一张白纸在体视镜下观察的效果,左边为无色彩矫正的图像,右边为色彩校正后的图像。明显可以看出,白纸的网格状结构未进行色差校正后的像有红色的彩边,产生色差,而色彩校正后就可以还原图像的本质。那么色彩校正是如何实现的?在凸透镜的两侧添加一些校正透镜(如下图),形成透镜组,不同波长的光通过透镜组后改变行程方向,还原初始位置,从而完成色差校正。然而,不同波长的光校正难度有差异,从而物镜的档次有消色差、半复消色差、复消色差等多个等级,可校正颜色越多的物镜等级越高。说完色差校正,凸透镜还有球差需要进行矫正。所谓球差,同一个平面的物体通过透镜后,呈现的像不在同一平面上。如下图所示:凸透镜左侧红、黄两点在同一个平面上,通过透镜折射后,在凸透镜右侧成像却不在同一平面。 在实际的观察中表现的效果为:同一个视野中间是可以清晰可见的,而四周呈现的图像为模糊的,这样的图像给使用者带来的观察效果和感受会很差,无法一次性分析和观察全视野的图像。球差的矫正技术目前在物镜中较为基础,市场上几乎所有的物镜都具有矫正球差的功能(物镜上会有PLAN或PL的标记),从而在选择物镜的过程中不用担心球差问题。Leica徕卡 DMi1 倒置相差显微镜Leica徕卡 DMiL倒置荧光显微镜
  • 如何选择一台适合自己的显微镜—观察维度与相机类型的选择
    导读上一期我们聊了下显微镜有哪些类型,又该如何去挑选适合自己的显微镜类型,但是同一类别显微镜也会有不同的配置,如相机、载物台、物镜、光源、聚光镜等等,一台显微镜由众多的硬件组成,而硬件又是显微镜性能的关键,因此我们搞懂应该买哪个类别的显微镜后,下一步我们就需要了解哪些硬件对我们的使用至关重要,让我们开始吧,Let’s go ~首先介绍的第一个关键硬件就是相机,这是我们成像的关键。在我们日常的认知中,我们看到的相机无论是手机还是照相机全是彩色的,给我们的感觉是相机只有彩色的,其实不是这样的,甚至和我们的直观感受相反,严格来说,所有的相机感光芯片都是不能识别颜色的,我们看到的那些彩色图片大多是通过拜耳滤色器来实现颜色的识别。就像上图一样,拜耳滤色器使用50%的绿色,25%的红色和25%的蓝色阵列,从而识别出颜色,但它会造成三分之二的光强损失,这对明场观察影响不大,但其他观察,如荧光观察,就可能产生较大的影响,因为荧光本身相对较弱。当然对荧光观察也有对应的解决方案,那就是在荧光显微镜中使用单色相机,这时候有用过荧光显微镜的小伙伴可能就会问了,可是我看到的都是有颜色的啊,这就要从荧光的原理和荧光显微镜的设计说起了。荧光是由特定波长的激发光激发,从而产生特定波长的发射光,也就是说,我们观察时是明确知道我们希望看到的光是什么,其他的光就只是干扰的杂光,因此荧光显微镜观察时选择将其他光滤掉,用单色相机进行成像,至于小伙伴们看到的彩色,其实是赋予的伪彩。 小伙伴了解了吧,明场观察需要选择彩色相机,而荧光观察需要选择单色相机,这样才能获得最好的观察效果。第二个要介绍的关键硬件就是调焦装置了,对于显微镜来说,调焦装置是决定显微镜档次的一个重要硬件,主要区别在于电动与非电动,非电动调焦,显微镜就只能实现XY轴观察,也就是平面观察,而如果实现了电动调焦,也就是配置了电动Z轴,就可以实现样品的XYZ轴观察,即3D立体的观察,显微镜的观察能力就提升了一个维度。第三个介绍的硬件是载物台,刚才说过无电动Z轴只能进行单平面的观察,单平面观察也是存在差异的,当我们需要对样品进行高精度的观察时,必然会选择更高的放大倍数,而这必然会导致视野的缩小,当我们需要拍摄整个样本时,只能依靠手动平移来实现全部观察和拍摄,后续进行拼接时难度极大,且极易出错,导致采用手动载物台难以实现高精度的大视野成像,而这就需要电动载物台来实现。这期就先介绍这么多,我们后期还会介绍显微镜的其他知识啊,小伙伴们持续关注哦。
  • 新型高清显微镜可观察活脑细胞
    科学家们一直希望能够更清楚地看到大脑是如何工作的。以前研究人员只能在电子显微镜下摆弄死亡的脑细胞,而从来没有用高分辨率显微镜清晰地看到活的脑细胞在有生命的动物体内的活动图景。据美国物理学家组织网近日报道,现在,德国马克斯普朗克研究所的物理学家斯蒂芬和其同事将这一梦想付诸实现。相关论文刊登在最新一期美国《科学》杂志上。   斯蒂芬与该研究所的其他研究者多年来一直在研发一种被叫做“受激发射损耗” (STED)的超高分辨率显微镜。现在,他们将这项工作提高到一个新的水准。为了让实验结果更清晰,他们首先对一只老鼠的特定脑细胞进行基因修改,使其能够发出荧光,然后切掉老鼠头盖骨的一小部分,放进玻璃器皿里,通过STED观察那些发亮的脑细胞。同时,研究人员启动STED中所装置的软件以遮盖鼠脑里那些没有变亮的部分,这样即可在有生命的老鼠外部实时地再现出神经细胞的高清活动影像。   这个新型显微镜提供的清晰度可以达到70纳米级以下,四倍于以前的显微镜,足以帮助科学家观察到脑部树突棘的活动,树突棘是存在于哺乳动物大脑神经元树突上的小突起,构成中枢神经系统兴奋性突触传递的原始位点。   研究人员未来将有可能进一步发现这种新型显微镜的许多种用途,而其中最重要的领域是用于观察治疗精神病药物在脑部神经元突触里是如何工作的,也许还会引发制药学针对特殊疾病开发新药的突破性进展。
  • 让诊断不再需要活检 —高速3D显微镜可实时观察活组织细胞
    美国哥伦比亚大学工程团队开发了一种技术,可实现活体内的实时成像并取代传统的活检。在28日的《自然生物医学工程》上发表的一篇论文中,研究人员描述了一种高速3D显微镜MediSCAPE,其能捕获组织结构的图像,以指导外科医生定位肿瘤及其边界,而无需活体取样分析病理结果。哥伦比亚大学生物医学工程和放射学教授、该研究的资深作者伊丽莎白希尔曼称,活检需要从体内切取小块组织,然后用简单的显微镜观察,因此可能需要几天时间才能得到诊断结果。希尔曼团队希望能直接捕获组织图像而不用切出样本。“这种技术可以让医生实时反馈他们正在查看的组织类型,无需长时间等待。”她解释道,这将让医生就如何最好地切除肿瘤并确保没有留下任何东西做出明智的决定。此外,对于珍贵的组织,如大脑、脊髓、神经、眼睛和面部等,切取组织还可能错过重要的疾病区域。希尔曼一直在开发用于神经科学研究的新型显微镜,这些显微镜可非常快速地捕捉活体样本的3D图像。此次,该团队通过观察小鼠肾脏对他们的显微镜进行了测试。他们观察到的结构很像标准组织学所得到的结构。最重要的是,过程中并没有添加任何染料。研究人员看到的一切都是组织中的自然荧光,而这些荧光通常太弱而无法看到。即使研究人员以足够快的速度进行整体3D成像,实时漫游,扫描组织的不同区域,MediSCAPE也能非常高效地显示出这些微弱的信号。研究人员甚至可将获得的体积拼接在一起,并将数据转化为组织的大型3D展示,这样病理学家就可像一整盒组织学幻灯片一样使用它。该团队展示了MediSCAPE在广泛应用中的强大功能,从分析小鼠胰腺癌到对人体移植器官(如肾脏)的非破坏性快速评估。研究人员认为,通过对体内的活组织进行成像,可获得比无生命的活检样本更多的信息。他们发现,实际上可看到通过组织的血流,并看到缺血和再灌注的细胞水平效应(切断肾脏的血液供应,然后让它回流)。该团队的最后一个关键步骤是将希尔曼实验室中标准SCAPE显微镜的大尺寸缩小为适合手术室并可供外科医生在人体中使用的系统。
  • 3D显微镜使肿瘤手术样本完整活检 大型组织几分钟即可快速成像
    p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/550aef41-75aa-40f6-b325-2db358b78763.jpg" title=" liux7689_b.jpg" / & nbsp & nbsp /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 英国《自然· 生物医学工程》杂志25日在线发表了一项研究成果:科学家利用改进的显微镜,实现了对肿瘤手术后完整切除的大型组织的快速成像。运用这种新方法,临床病理学家能在数分钟内获得整个样本的三维可视化图像,从而提高诊断准确性。 /p p   医学上,肿瘤病理诊断需要研究疾病发生的原因、发病机制,以及疾病过程中患病机体的形态结构等等,从而为疾病的诊断、治疗、预防提供必要的实践依据。这是目前肿瘤科各种检查方法中最可靠的“金标准”,是疾病的最终诊断。常规的做法是,通过手术取出组织样本后,病理学家首先会通过化学固定保留其结构 然后将组织切成薄片,放置在载玻片上 再用染料染色,在显微镜下进行组织学检查以诊断疾病。 /p p   但这一传统过程十分费时费力,在一个样本中,实际上只有几个组织切片得到了显微镜分析,其能为诊断提供的信息也就很有限。研究人员一直尝试突破这一瓶颈,因为这会显著影响临床医生正确做出决定的能力,从而导致病理分型错误。 /p p   此次,美国华盛顿大学科学家乔纳森· 刘及同事优化了扫描样本切片的荧光显微镜,使手术样本可在数分钟内成像,且无需对样本进行处理。这种三维显微成像技术是利用光学层析技术获取样本三维图像的光学显微成像方法。研究团队的结果表明,显微镜可快速识别肿瘤切缘,避免标准组织病理学方法中产生的伪影,从而提供更准确的临床组织样本评估,改善对患者的诊断。 /p p   研究人员表示,新技术很快就可用于手术后的肿瘤组织成像,医生将能以前所未有的效率和准度进行判断并采取治疗措施。 /p
  • 全程守护!光学显微镜在锂离子电池生产中大放光彩
    锂离子电池相关技术,自上世纪60年代开始研究,并在90年代初,首次进行商业化于摄像机之上。经过逐代的技术革新,锂离子电池技术成功商业化走向市场,成为主流的电池技术。当前锂离子电池被广泛应用于我们生活中的各个场景,诸如智能手机、笔记本电脑,以及电动汽车、电动自行车等各个领域。作为重要的动力源,锂离子电池的生产需要严格的质量监控。光学显微镜作为常用的检测设备,在锂电池的生产中有着广泛的应用。奥林巴斯DSX1000数码显微镜极片涂布工艺检查极片涂布的效果对电池容量、一致性以及安全性有重要影响,生产过程中需要检查涂布后的极片是否满足工艺要求。对于起伏明显的缺陷/样品,要求显微镜具有较大的景深,才能在视野下同时看清不同焦平面的样品形貌。数码显微镜DSX1000提供了大景深物镜的选择,帮助用户应对此类型样品的检查。数码显微镜DSX1000提供全套17种物镜,包含大景深物镜使用数码显微镜DSX1000采集2D/3D图像后,用户可借助分析软件对样品的形貌特征进行测量。DSX1000系统不仅支持线宽、表面积、角度和直径等2D特性的测量,还支持高度、体积、横截面积和其他3D特性的测量。使用数码显微镜DSX1000测量极片浆料的涂布厚度对于涂布厚度的测量,用户除了对极片截面直接进行观察测量;也可通过采集3D图像、并使用软件的轮廓测量功能的方式,就可由轮廓线的高度差得到涂布厚度的大小。数码显微镜DSX1000一键3D功能帮助进行快速完成图像采集和后续的数据测量工作极片分切工艺检查毛刺对电池的危害巨大,尺寸较大的毛刺可能直接刺穿隔膜,导致电池内部短路。因此需要对电极毛刺进行严格监控。而极片分切工艺是电池制造中毛刺产生的主要过程,因此在此工艺段需要重点关注毛刺的检查。毛刺检查任务有两个重点:检查毛刺是否存在测量毛刺尺寸大小使用数码显微镜DSX1000检查分切后的极片边缘是否存在毛刺并测量毛刺尺寸大小电池的电极毛刺朝向不固定,需要从多个角度进行检查,确保没有遗漏。数码显微镜DSX1000的光学显微镜放大头部可以向左或向右倾斜进行观察,最大倾斜角度为90°。多角度倾斜观察的设计可帮助用户灵活应对毛刺检查。倾斜观察效果进行毛刺检查时,一般是先在低倍下进行极片的宏观检查,发现异常后再切换到更高的放大倍率进行毛刺的判定和测量。数码显微镜DSX1000放大倍率可覆盖23X~8220X,帮助用户实现对同一样品从宏观到微观的检查。DSX1000对同一样品进行变倍观察(从20X到2000X)材料表面粗糙度控制为了保证电子能在集流体和电极材料间进行有效转移,生产中需要控制集流体金属箔表面的粗糙度大小。使用激光显微镜OLS5100测量负极集流体(铜箔)的表面粗糙度激光共聚焦显微镜OLS5100为非接触式的测量工具,无需担心损伤样品及因样品损伤导致的测量数据错误。奥林巴斯激光共聚焦显微镜OLS5100即使在弱反射信号下也能采集到所需的数据。因此对于光反射率低的样品(如,黑色电极材料)也能轻松进行表面粗糙度的测量。对于同一个样品,OLS5100可完成符合标准的线粗糙度和面粗糙度测量任务。激光显微镜OLS5100可同时获得样品的激光图、真彩色图和高度图生产全程清洁度监控在锂离子电池的生产过程中,残留的颗粒污染物特别是金属颗粒物可能导致产品性能不良或使用寿命缩短,严重时可能导致电池起火爆炸,因此生产中需要进行严格的清洁度管控。哪些环节需要监控清洁度?电极材料来料磁性异物检查、极耳焊接后残留金属颗粒物检查、电池外壳颗粒污染物检查、生产环境沉淀颗粒检查… … 全自动清洁度检测系统CIX100帮助用户高效完成锂电池生产中的清洁度分析任务。全自动清洁度检测系统CIX100清洁度检测系统CIX100分析的特点:可轻松检测2.5微米以上的颗粒污染物专利偏光检测技术,一次扫描即可识别反光和非反光颗粒全自动分析流程,无需繁杂的人员培训支持多种国际清洁度分析标准一机多用,兼具金相显微镜材料分析功能
  • 德国研制出超薄显微镜
    德国夫琅禾费应用光学与精密工程研究所最近研制出一种厚度仅5.3毫米、分辨率达5微米的超薄显微镜,其未来用途可包括皮肤癌变检查和鉴别文件真伪。   这家研究所日前发表的新闻公报说,达到同样分辨率的传统显微镜要么只能一次观察一片很小的区域,要么就是对观察对象进行多次扫描,最后组合成图像,费时费力。这种新型显微镜可以对火柴盒大小的观察面积一次成像,成像速度快到即使医生手持这种超薄显微镜,其观察到的影像也不会模糊,对于观察皮肤病变非常实用。   达到这种观察效果的奥秘在于该显微镜用于成像的部分由无数紧密排列的微小透镜组成,每个透镜仅对观察对象的局部成像,每个局部的面积只有0.09平方毫米,与此同时显微镜内的软件能将这些微小局部组合成整体图像。这些微小透镜由特殊模具对高分子材料加工制成,可以批量生产,因而成本相对低廉。   目前德国研究人员已研制出这种超薄显微镜的样品,但批量生产至少还需一两年时间。
  • 普洛帝发布不溶性微粒检测显微镜计数系统新品
    普洛帝不溶性微粒检测显微镜计数系统PLD-MPCS2.0A不溶性微粒显微镜计数系统 不溶性微粒显微镜法 显微镜计数系统 显微镜不溶性微粒计数系统不溶性微粒显微镜计数系统是普勒新世纪实验按照普洛帝分析仪器事业部的规划,于2001年推向市场的成熟系统仪器;符合中国药典规范附录0903不溶性微粒检查法第二法(显微计数法}。观察颗粒形貌,还可以得到粒度分布、数量、大小、平均长径比以及长径比分布等,为科研、生产领域增添了一种新的粒度测试手段;不溶性微粒显微镜计数系统微纳米颗粒计数器为一种图像法粒度分布测试以及颗粒型貌分析等多功能颗粒分析系统,该系统包括光学显微镜、数字 CCD 摄像头、图像处理与分析软件、电脑、打印机等部分组成;测试软件具有操作员管理系统、测试标准、零件测试模板、图像存储、颗粒追踪、报告输出、清洁度分析等功能;全面自动标准选择、颗粒尺寸设定、颗粒计数,或按用户设定范围计数,自动显示分析结果,并按照相关标准确定产品等级;将传统的显微测量方法与现代的图像处理技术结合的产物;专业软件控制分析过程,手动对焦,手动光强(颗粒清洁度测试必须人为干预进行),自动扫描,自动摄入,自动分析;专用数字摄像机将显微镜的图像拍摄及扫描;全自动膜片扫描系统,无缝拼接,数字化显微镜分析系统;R232接口数据传输方式将颗粒图像传输到分析系统;颗粒图像分析软件及平台对图像进行处理与分析;显示器及打印机输出分析结果;直观、形象、准确、测试范围宽以及自动识别、自动统计、自动标定等特点;避免激光法的产品缺陷,扩展检测范围;现实NAS、ISO等国际标准方法的认可;提供“OIL17服务星”签约式服务;不溶性微粒显微镜计数系统产品应用:大输液、小针剂、水、水乙二醇、水溶液、溶水产品等检测!完全并高于2020版《中国药典》的要求,内置药典、麻醉器具、输液器具检测标准,可直接进行各种装量的注射液、无菌粉末,及医疗器具微粒污染滤除率检测;航空、航天、电力、石油、化工、交通、港口、冶金、机械、汽车制造、制冷、电子、半导体、工程机械、液压系统等领域;对各类液体如油田回注水、污水、自来水、纯净水、高纯水、电子级水、超纯水、口服液、酒、饮料、牛奶、清洗剂、润滑油等液体进行固体颗粒污染度检测及不溶性微粒的检测。不溶性微粒显微镜计数系统执行标准:GB/T 11446.9-2013 电子级水中微粒的仪器测试方法美国药典USP 788、USP 789、USP35-NF30、USP32-NF27;欧洲药典EP6.0、EP7.0、EP7.8、EP8.0;英国药典BP2013、BP2012、2010、2009;日本药典JP16、JP15、JP14;印度药典IP2010版;WHO国际药典IntPh第五版;中国药典2020年、2020年;GB8368输液器具;ISO21510;ISO11171等。0.1~3000μm的超宽范围、超高分辨率满足全球510多个标准要求。可根据客户要求,植入相应“光阻法颗粒度”测试和评判标准。不溶性微粒显微镜计数系统技术参数:订制要求:各类液体检测要求;测试范围: 1μm-500μm放大倍数:40X~l000X倍分辨率:0.1μm显微镜误差:0.02(不包含样品制备因素造成的误差)重复性误差: 5%(不包含样品制备因素造成的误差)数字摄像头(CCD):300万像素标尺刻度:0.1μm分析项目:粒度分布、长径比分布、圆形度分布等自动分割速度: 93%软件运行环境:Windows 2000、Windows XP接口方式:RS232或USB方式供货期:30个工作日精 确 度:95%(按中国药典2020版校准);10% (按美国药典、ISO21501校准)鉴定机构:国家西北计量测试中心(民品)售后服务:普洛帝中国服务中心/普研检测。创新点:1、我司符合药典2020版0903显微镜法的仪器 2、实现上光源、下光源双向监测功能 3、引入金属颗粒、非金属颗粒和纤维丝等颗粒属性检测 4、微量样品0.01ml的痕量试样测试 5、高分辨率可实现X100~X1000的测试 不溶性微粒检测显微镜计数系统
  • 新品|大功率LED荧光光源-蔡司显微镜专用兼容
    大功率LED荧光光源BGU-LED-MH-scope5(蔡司专用)专为国际知名光学品牌蔡司显微镜而造,兼容蔡司2021年明星产品 Axioscope5/ Axioscope7两款型号,共同实现高品质的荧光成像效果。长寿命的LED光源和高品质荧光滤光组是高品质荧光成像的保证。有单色荧光、双色荧光及多色荧光等多种配置方案可选。采用大功率LED光源,集成模块化设计专利产品,荧光通道一键切换,快速响应。前方位拨动滑块切换荧光通道光源和荧光滤光片组联动,一键切换,操作顺畅。采用高品质荧光滤片组,OD值6,高信噪比;多种波段可选,应用于多种领域的荧光检测。LED即开即用,开机无须预热 使用寿命长,人工维护成本低;可通过电源适配器实时显示荧光亮度情况,实现荧光强度精准控制。荧光滤色片:紫外通道:UV: BP360/50nm FT:415nm BP:460/50nm蓝色通道:B : BP477/35nm FT:505nm BP:530/40nm绿色通道:G : BP540/25nm FT:565nm BP: 605/55nm最多可搭配3组滤光片和保留一组明场观察通道荧光光源:标配大功率LED光源,寿命20000小时以上电源箱:亮度连续可调,可数显强度,额定电压/电流:AC100-240V 50/60Hz0.3A匹配显微镜:Zeiss Axioscope 5/ Axioscope 7可选荧光滤色片组:紫外通道:uV: BP360/50nm FT: 410nm LP:420nm蓝色通道:B : BP477/35nm FT:505nm LP:510nm绿色通道:G : BP540/25nm FT:570nm LP:575nm紫色通道:V :BP405/10nm FT:455nm LP:460nm黄色通道:Y : BP562/40nm FT:593nm BP:640/70nm红色通道:R : BP635/30nm FT: 660nm BP: 710/80nm医疗检测应用:真菌结核杆菌呼吸道七联检,呼吸道病毒妇科检查 滴虫脑炎CTC大功率LED荧光光源BGU-LED-MH-scope5(蔡司专用)专为国际知名光学品牌蔡司显微镜而造,兼容蔡司2021年明星产品 Axioscope5/ Axioscope7两款型号,共同实现高品质的荧光成像效果。长寿命的LED光源和高品质荧光滤光组是高品质荧光成像的保证。有单色荧光、双色荧光及多色荧光等多种配置方案可选。如果您对大功率LED荧光光源BGU-LED-MH-scope5(蔡司专用)感兴趣,欢迎您的咨询!产品彩页:大功率LED荧光光源BGU-LED-MH-scope5(蔡司专用)
  • 实验室用生物显微镜观察藻类水产养殖
    实验室用生物显微镜观察藻类水产养殖藻类水产养殖不仅能够提高水产养殖的效率和产量,还能够改善水质环境,达到可持续发展的目的。养鱼先养水,观察水体藻相已经是鱼病防治工作中必不可缺少的一部分,而生物显微镜则成为了实验室必备的重要设备之一。生物显微镜具有高清晰度、高放大倍数、高对比度等核心优势,可以让实验人员清晰地观察藻类的细胞结构、生长状态等信息,以此来判断藻类的健康状况和生长状态,从而进行相应的调整和管理。如何使用生物显微镜观察藻类?1.准备好显微镜、载玻片、盖玻片、滴管等工具。2.将藻类样品放在载玻片上,加上一两滴水,再用盖玻片覆盖住样品。3.将载玻片固定在显微镜的样品台上,调节显微镜的目镜和物镜,使样品清晰可见。4.通过调节光源强度、聚焦等方式来获得更好的观察效果。5.通过安装显微镜相机,直接在计算机屏幕观察细胞结构和状态等,完成图像采集、记录和共享。生物显微镜优势:MHL2800系列生物显微镜配置优良的无限远平场消色差物镜和大视野目镜,成像清晰,视野广阔。符合人机工程学要求的理想设计,采用低位调焦手轮,内向式物镜转换器与内置式提手设计,使操作更方便舒适,空间更广阔,仪器搬运更安全。从低倍到高倍都可以得到高分辨率,高对比度的显微图像。符合人体工程学设计,使用更加简单舒适。多种观察方式:明场观察、相衬观察、暗场观察和偏光观察。产品可广泛应用于生物、医学、工业、农业等领域,是医疗、教学、科研等单位的理想仪器。MHL2800生物显微镜参数内容:技术规格目镜大视野WF10X(视场数Φ22mm) 无限远平场消色差物镜PL 4X/0.10 PL 10X/0.25 PL 40X/0.65(弹簧) PL 100X/1.25(弹簧,油 Spring, oil)目镜筒MHL2800双目镜(倾斜30&ring ),眼点高度可调三目镜(倾斜30&ring ) ,眼点高度可调调焦机构粗微动同轴调焦,带锁紧和限位装置,微动格值:2μm.转换器四孔(内向式滚珠内定位)载物台双层机械移动式:180mmX150mm, 移动范围: 75mmX50mm阿贝聚光镜N.A.1.25可上下升降集光器集光镜中内置视场光阑。光源3WLED, 亮度可调 选配件 目镜分划目镜10X(Φ22mm) 物镜无限远平场消色差物镜20X、60X CCD接头CCD0.5X、1X、0.5X带分划尺 显微镜摄像头USB2.0MHD500USB3.0MHC600、MHD600、MHD800、MHD1600、MHD2000、MHS500、MHS900 相衬装置对中望远镜 无限远相衬平场消色差10X、20X、40X、100X 转盘式(Ⅲ)相衬聚光镜 暗场装置干式或湿式暗场聚光镜. 数码相机接头CANON(EF) NIKON( F) 光源6V 30W 卤素灯通过显微镜观察藻类,可以更好地了解藻类的生长、繁殖等过程,从而更好地掌握藻类水产养殖技巧和管理方法,提高水产养殖的效率和产量,还能够改善水质环境,达到可持续发展的目的。如果您需要观察藻类水产养殖,广州明慧期待您来了解与沟通,为您提供完整的显微镜系统解决方案。
  • 观察者—积木式显微镜结构设计的是与非
    对现代显微镜而言,基本功能可以拆解成三块:光学成像、图像采集、图像处理与分享。所谓光学成像,即尽量还原镜下样品的形态,色彩等信息;图像采集即将镜下观察结果转换为照片或视频;图像处理与分享,即对样品进行标注,测量并分享。现代显微镜生产商根据以上三功能,进行产品设计与研发:各厂商针对三功能进行再次拆解,开发部件:根据观察样本和应用方向的不同,各厂商开发了针对性的部件来满足用户要求,不同样本需要各个部件完美配合才能得到好的成像效果,以常见的免疫荧光观察为例,一套专业免疫荧光显微镜的构成,为荧光光源+萤石物镜+荧光激发块+高速高灵敏相机+荧光分析处理工作站,部件种类繁多,配置复杂,如果用户对显微镜不够了解,很容易配错。当前显微镜观察方式基本分为7种,各厂商针对性开发了不同部件,并且不约而同采用了模块化,积木式设计。模块化设计顾名思义,用户可以通过更换不同部件,来得到不同的功能,积木式设计则是为模块化设计提供一个基本光学显微底座,通过外接方式来实现功能扩展。如上图,积木式显微镜结构设计带来的好处是显而易见的。它可以用一个基本框架,实现尽可能多的功能,但是凡事都有两面性,积木式设计也有如下几个问题:1. 系统复杂,不易学习掌握 。2. 外置部件设计使系统庞大,接线多,占地空间大 。3. 搬运困难,需要专业人员拆卸装箱后才能搬运,搬运后还需要专业人员再次安装调试。我们可以参考一下,照相工具的演化如图:我们常用的照相工具,这些年来经历了三步演化,专业单反-微单-智能手机。对显微镜的未来而言,积木式设计肯定不会消亡,它服务于专精市场,同时集成式设计会是显微镜未来的一个主要方向,通过集成式设计,突出常用功能,简化机械与人机界面,实时数据分享,让显微镜变得易学好用,无缝实时传输图像。一体化极简设计:高清成像:实时图像分享:我们相信,集成化,极简化,网络化是显微镜的未来方向与目标。Echo Revolution全自动荧光显微镜Echo Revolution全自动荧光显微镜,将XYZ三轴全部实现电动化,从而实现自动完成多图拼接的大视野高分辨率成像,而电动化的Z轴可以帮助用户实现自动聚焦、自动定焦和Z-Stacking多层扫描大景深成像。Echo Revolution全自动荧光显微镜还添加了延时摄影功能,可以帮助用户实现长时间观察和时间回溯,使用户可以进行更全面的观察实验。▲ Echo Revolution全自动荧光显微镜|申请试用|我们的仪器可以申请试用哦!扫描下方二维码关注“深蓝云生物科技”公众号,点击“云活动”→“试用中心”即可。
  • 260万!清华大学显微镜采购项目
    项目编号:清设招第2022239号项目名称:清华大学显微镜预算金额:260.0000000 万元(人民币)采购需求:包号名称数量是否允许进口产品投标01显微镜5套是设备用途介绍 :本次采购的显微镜将用于PECVD与PVD成膜质量、缺陷检测;刻蚀后微观结构检测(AEI检测);光刻显影后图形检查与线条检测,去胶后残胶检测;芯片封装的不良状况无损分析失效分析;用于各工艺微观结构关键尺寸测量。简要技术指标 :显微镜镜体:能完成8英寸晶圆及更小尺寸晶圆的外观检测任务;具备8英寸载物台(holder),显微镜原厂手动载物台,手动载物台X行程≥205mm,Y行程≥205mm;五个平场半复消色差干系物镜5x、10x、20x、50x、100x。合同履行期限:交货时间:合同签订后180日内本项目( 不接受 )联合体投标。
  • 日立为维多利亚大学打造世界最强显微镜
    据加拿大维多利亚大学消息,该校据称为世界上最为强劲的显微镜已经完成安装、调试,即将启用,预约使用该设备的相关科学家和企业已经排起长龙。   该显微镜为扫描透射电子全息显微镜(STEHM),重7吨、高4.5米,分辨率35皮米(一皮米为一兆分之一米),相当于人类正常视力的2000万倍,是该类显微镜的世界首部。此前显微镜最高分辨率为49皮米,设在美国加州大学伯克利分校劳伦斯国家实验室。日立公司用了一年时间在加维多利亚大学一个研究中心地下实验室,安装了这部超高分辨率、超稳定的仪器。   该显微镜具有完整的分析能力,能让研究人员以一种前所未有的方式观测原子、确定元素类型和数量,并通过高分辨率摄像机收集数据。该校教授认为,有了这部设备,很多需要观测原子结构量级的加国内以及国际多学科科学和工程研究项目得以深入开展,相关科学研究也将开启新纪元。   整个显微镜相当庞大,包括22箱零部件。 研究人员正在检查卸下的电子枪部分   巨大的显微镜难以通过电梯搬运安装,工程人员拆开了地板,使用大型吊车将零件吊入地下室。 显微镜在实验室进行安装 显微镜在实验室进行安装 维多利亚大学John Braybrook教授与即将安装完成的STEHM   维多利亚大学显微镜基金主任Rodney Herring与安装完成的STEHM。此时,这部特制显微镜还未最终确定其型号。 其型号确定为HF-3300V   该显微镜使用亮度最高,最稳定,连续性最好的冷场发射电子源,内置由日立高新定制制作的CEOS像差的矫正镜片,安装在特制的地下实验室中,实验室坐落在基岩上,外壁有铝包层以阻挡电磁辐射,并安装了8英寸的绝缘板和镀锌钢板,尽量减少震动,整个实验室的电磁和磁场绝缘性良好。内壁安装了消声材料和冷却板,温度波动控制在到0.1华氏度/小时。当研究人员将样品放入仪器后,将离开房间,进行远程操作,以免产生气流,扰乱光束。 施工中的地下实验室   维多利亚大学显微镜基金主任Rodney Herring说:&ldquo STEHM将被各个地区,国家的科学家和工程师使用,用于大量的相关的研究项目,它使我们看到了看不见的世界。&rdquo   该校与巴拉德公司合作从事燃料电池的研究的科学家认为,该显微镜为燃料电池研究开辟了新的天地。温哥华当地一家生产高分辨率半导体辐射探测器(用于行李扫描和炸弹检测)和心脏核医学CT扫描的公司,也预约在该显微镜上开展研发。   加拿大联邦政府通过加创新基金支持该显微镜920万加元,BC省知识发展基金、大学及相关企业也给予了支持。
  • 显微镜下原子内部电场首次现形 未来或可直接观察原子结合过程
    p   日本东京大学柴田直哉准教授领导的研究小组,利用目前最先进的扫描透射电子显微镜(STEM)和多分区检测器,首次成功观测到金原子内部电场的分布情况——该电场分布在原子核与电子云之间不到0.1纳米的区域内。最新成果对观察原子内部精密结构极为重要,使未来直接观察原子间如何结合成为可能。 /p p   扫描透射电子显微镜电子探针的大小决定对影像的分辨能力,目前最先进镜片技术的影像分辨力可达0.05纳米以下。电子探针可以检测出由原子产生的散射信号,因此可实现原子可视化。尽管到目前为止,电子显微镜可观测到原子,但直接观察原子内部结构(原子核及电子云)却极为困难。 /p p   研究小组使用分辨能力达0.05纳米以下的扫描透射电子显微镜和他们开发的多分区检测器,对一个金原子内部进行观测,结果发现,在带正电荷的原子核与带负电荷的电子云之间电场的影响下,电子束的行进角度和位置发生了变化,从而直接观察到了原子内部的电场分布,成功捕捉到了原子内部电场从原子核向电子云方向涌动的情形。 /p p   目前,电子显微镜广泛应用于物理化学、电子信息工程学、材料科学、生命科学等尖端基础研究领域 也在半导体设备、医疗、信息通信、能源等产业“大显身手”。提高电子显微镜的性能,对纳米技术研究尤为重要。该研究小组的下一步计划是,挑战直接观察原子间如何联系结合这一难题。 /p p   该成果发表在近日出版的《自然· 通讯》网络版上。 /p
  • 利用原子力显微镜对半导体制造中的缺陷进行检测与分类
    作者: Sang-Joon Cho, Park Systems Corp.副总裁兼研发中心总监、Ilka M. Hermes, Park Systems Europe 首席科学家利用原子力显微镜进行的自动缺陷复检,通过纳米级的分辨率在三维空间中可视化缺陷。因此,纳米级成像设备是制造过程的一个重要组成部分,它被视为当今半导体行业中最理想的技术。结合原子力显微镜的三维无创成像,使用自动缺陷复查对缺陷进行精确检测和准确分类。 与时俱进的光刻工艺使得生产的半导体器件越来越微小化。器件尺寸一旦减小,晶圆衬底上的纳米级缺陷就限制了器件的性能使用。因此对于这些缺陷的检测和分类需要具有纳米级分辨率的表征技术。由于可见光的衍射极限,传统的自动光学检测(AOI)无法在该范围内达到足够的分辨率,进而损害定量成像和随后的缺陷分类。而原子力显微镜 (AFM) 自动缺陷复检 (ADR)技术则有效地解决了该问题。该技术利用 AFM 常用的纳米分辨率,能够在三维空间中可视化缺陷,大大减少了缺陷分类的不确定性。因此,ADR-AFM 成为了当今半导体行业缺陷复检最理想的技术。缺陷检查和复检由于摩尔定律,半导体器件变得越来越小,需要检查的缺陷(DOI)大小也在减小。DOI可能会降低半导体器件性能的缺陷,因此对工艺良率的管理非常重要。DOI尺寸的减小对缺陷分析来说是一个挑战。合适的表征技术必须能够在两位数或一位数纳米范围内以高横向分辨率和垂直分辨率对缺陷进行无创成像。一般来说,半导体行业的缺陷分析包含两个步骤。第一步:缺陷检测。利用吞吐量虽高但低分辨率的快速成像方法,如扫描表面检测系统(SSIS)或AOI。这些方法可以提供晶圆表面缺陷位置的坐标图。然而,由于分辨率较低,AOI和SSIS在表征纳米尺寸的DOI时提供的信息不足,接下来需要依赖高分辨率技术进行缺陷复检。第二步:缺陷复检。利用高分辨率显微镜方法,如透射电子显微镜(TEM)或扫描电子显微镜(SEM)或原子力显微镜(AFM)。通过使用缺陷检测的缺陷坐标图,对晶圆表面的较小区域进行成像,以解析DOI。利用AOI或SSIS的坐标图可以最大限度地减少检查的扫描区域,从而缩短缺陷复检的测量时间。众所周知,SEM和TEM的电子束可能会对晶圆造成损伤,而非接触测量模式的AFM则有效地避免了该影响。它不仅可以无创地扫描表面,还有高横向和垂直分辨率对缺陷进行成像。因此,原子力显微镜能提供可靠的缺陷定量所需的三维信息。原子力显微镜通过在悬臂末端使用纳米尺寸的针尖对表面进行机械扫描,AFM在传统成像方法中可达到最高的垂直分辨率。除接触模式外,AFM还可以启用动态测量模式,即悬臂在样品表面上方振荡。由此,振幅或频率的变化提供了有关样品形貌的信息。这种非接触AFM模式确保了以高横向和垂直分辨率对晶圆表面进行无创成像。随着自动化原子力显微镜的更新发展,原子力显微镜的应用越来越广泛,从学术研究扩展到了如硬盘制造和半导体技术等工业领域。该行业开始关注AFM的多功能性及其在三维无创表征纳米结构的能力。因此,AFM正发展成为用于缺陷分析的新一代在线测量解决方案。使用原子力显微镜自动缺陷复检AFM 缺陷复检技术的最大挑战之一是将缺陷坐标从 AOI 转移到 AFM。基于此,用户最初会在 AOI 和 AFM 之间的附加步骤中,手动在光学显微镜上手动标记缺陷位置,然后在 AFM 中搜索这些位置。然而,这个额外的步骤不仅非常耗时还大大降低了吞吐量。另外,使用 AFM 的自动缺陷复检需要从 AOI 数据中导入缺陷坐标。而缺陷坐标的导入需要准确对准晶圆及精减AOI 和 AFM 之间的载物台误差。位置精度比AOI 更高的光学分析工具(例如Candela),可以有效减少中间校准步骤中的载物台误差。以下 ADR-AFM 测量包括在给定缺陷坐标处的大范围调查扫描、缺陷的高分辨率成像和缺陷分类。自动化的测量过程无需用户在场,吞吐量还增加了一个数量级。为了保持纳米级的针尖半径和连续扫描依旧保持高分辨率,ADR-AFM 采用非接触式动态成像模式。因此,ADR-AFM 可有效防止探针针尖磨损并确保对缺陷进行精确地定量复检。△图1:用AOI和ADR-AFM测定的缺陷尺寸的直接比较,见左侧表格。右侧显示了所有六种缺陷的相应AFM形貌扫描。突出的缺陷称为Bump,凹陷的缺陷称为Pit。AOI和ADR-AFM的比较图1比较了 AOI 和 ADR-AFM 在相同纳米级缺陷下所产生的不同缺陷复检结果。AOI 根据散射光的强度估计缺陷的大小,而 ADR-AFM 则通过机械直接扫描缺陷表面进行成像。除了横宽,ADR-AFM 还测量缺陷的高度或深度,从而可以区分凸出的“bump”和凹陷的“pit”缺陷。可视化的缺陷三维形状确保了缺陷分类的可靠性和精确性,而这些是AOI无法实现的。当对比分别利用 AOI 和 ADR-AFM 确定缺陷的大小时,我们发现通过 AOI 估计的值与通过 ADR-AFM 测量的缺陷大小存在很大差异。对于凸出的缺陷,AOI 始终将缺陷大小低估了一半以上。这种低估对于缺陷 4 尤其明显。在这里,AOI 给出的尺寸为 28 nm ,大约是 ADR-AFM确定的 91 nm 尺寸的三分之一。在测量“pit”缺陷 5 和 6 时,我们观察到了 AOI 和 ADR-AFM 之间的最大偏差。AOI将尺寸在微米范围内的缺陷低估了两个数量级以上。上述比较清楚地表明,仅用AOI不足以进行缺陷的成像和分类。△图2:ADR-AFM 和 ADR-SEM 之间的比较,a) ADR-SEM 之前遗漏的凸出缺陷的 AFM 图像。ADR-SEM 扫描区域在 AFM 形貌扫描中显示为矩形。b) 低高度 (0.5 nm) 缺陷的成像,ADR-SEM 无法解析该缺陷。c) ADR-SEM 测量后晶圆表面上的电子束损伤示例,可见为缺陷周围的矩形区域。ADR-SEM和ADR-AFM的比较除了ADR-AFM, ADR-SEM 也可以进行高分辨率的缺陷复查。ADR-SEM根据AOI数据中的DOI坐标,通过SEM测量进行自动缺陷复检。在此期间,高能电子束扫描晶圆表面。虽然SEM提供了很高的横向分辨率,但它通常无法提供有关缺陷的定量高度信息。为了比较ADR-SEM和ADR-AFM的性能,首先需要通过ADR-SEM对晶圆的相同区域进行成像,然后通过ADR-AFM进行测量(图2)。AFM图像显示,ADR-SEM扫描的晶圆表面发生了变化,在图2a中,AFM形貌显示为矩形。由于ADR-AFM中ADR-SEM扫描区域的可视性,图2a表明ADR-SEM遗漏了一个突出的缺陷,该缺陷位于SEM扫描区域正上方。此外,ADR-AFM具有较高的垂直分辨率,其灵敏度足以检测高度低至0.5nm的表面缺陷。由于缺乏垂直分辨率,这些缺陷无法通过ADR-SEM成像(图2b)。此外,图2c通过总结高能电子束对样品表面造成的变化示例,突出了电子束对晶片造成损坏的风险。ADR-SEM扫描区域可以在ADR-AFM图像中识别为缺陷周围的矩形。相比之下,无创成像和高垂直分辨率使ADR-AFM非常适合作为缺陷复检的表征技术。结论随着现代技术不断创新,半导体器件尺寸不断减小,原子力显微镜作为一种高分辨率、无创的缺陷分析方法在半导体工业中的作用越来越明显。AFM自动化的测量简化并加快了之前AFM在缺陷表征方面低效的工作流程。AFM自动化方面的进展是引入ADR-AFM的基础。在ADR-AFM中,缺陷坐标可以从之前的AOI测量中导入,随后基于AFM的表征不需要用户在场。因此,ADR-AFM可作为缺陷复检的在线方法。特别是对于一位或两位级纳米范围内的缺陷尺寸,ADR-AFM补充了传统的AOI性能,AFM的高垂直分辨率有助于进行可靠的三维缺陷分类。非接触式测量模式确保了无创伤的表面表征,并有效防止AFM针尖磨损,从而确保在许多连续测量中能够依旧保持精准的高分辨率。
  • 病理学数字化——介绍虚拟显微镜以及要问的问题
    • Katharina Eser病理学实验室作为一个机构正在发生变化。即使有一段时间的滞后,这门至关重要的医学学科也正在转向数字化:实验室正在变得虚拟。这个过程的一部分也是虚拟显微镜,它支持向数字病理学的转变。许多病理学家仍然通过模拟显微镜观察,同时决定作为切片制剂位于他们面前的一小段组织是否注入了肿瘤细胞。在其他实验室,这项任务已经由一个自动化系统完成,该系统将切片制剂独立放置在扫描显微镜下,扫描样本,最后由人工智能识别、标记和计数肿瘤细胞。要采取这一步骤,你不仅需要合适的设备,还需要实验室中的新工作流程和经过培训的人员。本文将有助于强调这一过程中的挑战和出现的问题。全球病理学家短缺如今,癌症发病率正在上升,同时,能够治疗和检测癌症的人数正在减少。世界上许多地方的医疗服务不足,但即使在最富裕的国家,也缺乏病理学家等专家。造成这种情况的原因包括医学院期间的教育和广告太少,以及在实验室工作是孤立的情绪因素,与患者的接触往往仅限于观察他们的组织。但也有一个事实是,大多数疾病观察的时间越长,就会变得越复杂。人类无法提供识别某些相关性所需的数据量。因此,病理学实验室的数字化带来的可能性是无限有吸引力的。病理学的一个重要支柱是在显微镜下观察组织样本。虚拟显微镜为用户提供了独立于时间和位置对标本进行数字显微镜检查的能力。为此,显微镜制剂被数字化,因此可以在以后的屏幕上查看和处理,而不考虑位置和/或工作站。这些数字制剂可以存储在数据库中,并与无限数量的用户共享。为了生成样本的数字图像,可以使用配有额外摄像头的模拟显微镜。然而,病理学的发展趋向于使用数字显微镜。根据模型的不同,这些显微镜通常不仅可以产生标本的实时图像,还可以对其进行扫描。数字显微镜不仅可以显示单个视场,还可以扫描整个标本。数字化显微镜载玻片可以称为虚拟载玻片、扫描或全载玻片图像。这些术语描述了完全数字化的显微镜标本。为了产生数字图像,该仪器逐片扫描载玻片上的整个样本。该软件将生成的高分辨率单个图像合并为一个完整的图像。这个过程叫做缝合。在电脑上,用户可以浏览样本,放大并分析。图1:虚拟显微镜为用户提供了独立于时间和位置对标本进行数字显微镜检查的能力。©Precision股份有限公司试样质量至关重要与所有显微镜手术一样,标本的质量在虚拟显微镜中也起着重要作用。样品必须尽可能均匀地切割,因为软件在扫描过程中会自动设置焦点。过大的高度差异可能导致平面跳跃和完成扫描中的模糊区域,并且无法校正。样本也必须在仪器的固定扫描区域内。样本必须均匀染色,以正确表示所有细胞结构。此外,应避免样品出现气穴、重叠和其他污染。在特殊情况下,样本的性质会退隐到背景中。例如,在肿瘤手术过程中,通常会在手术过程中对切除的组织进行切片,即所谓的冷冻切片。然后在显微镜下只观察样品的某些区域。数字样本的质量也取决于所用相机的质量。模拟显微镜上的相机附件通常不能提供高质量,因为这些系统不是为数字化过程设计的。数字显微镜是为这一过程设计的,除了扫描功能外,它还具有实时视图,因此可以在屏幕上实时观察样本。纯幻灯片扫描设备为用户提供了在速度和分辨率之间进行选择的可能性。较高的扫描速度会导致图像质量的损失。然而,由于这些设备是自主操作的,因此也可以通过调整扫描仪的工作时间来调整时间损失,例如在晚上。为了充分利用显微镜扫描,需要合适的图像查看软件。根据图像格式的不同,只有非常专业的程序才能处理病理切片的图像。所谓的查看软件也提供了评估图像的不同可能性。例如,使用不同的注释工具,可以绘制直线和圆,也可以附加书面注释。此外,还可以将人工智能集成到此类程序中。在集成人工智能的帮助下,对某些结构或细胞的自动评估成为可能。理想情况下,可以根据图像来存储注释和评估。可以将查看软件集成到云中。这样一来,扫描不仅可以通过网络服务器与其他用户共享,还可以直接在平台上查看。此外,通常可以提供关于图像的特定信息。在大多数云服务中,图像存储、图像共享和图像查看设施都是可用的。任何终端设备都可以查看扫描结果。不管是大屏幕、智能手机、平板电脑还是笔记本电脑。然而,屏幕的性质对于再现的图像质量是决定性的[1]。表1:拥有数字工作流程可以使病理实验室的工作更快、更高效,并为创新腾出空间。©Precision股份有限公司今天的病理学是手工工作目前,在大多数情况下,需要在病理学实验室进行检查的样本都会带着一张提交单到达,上面会手工注明如何处理。这些信息由工作人员传输到实验室信息系统。在病理学家对组织进行宏观检查后,医疗技术人员准备样品进行进一步检查。这些标本有时需要大量的手工制作、切割、在煤油中固定,并使用各种组织化学和免疫组织学技术进行染色;它们被切割,安装在载玻片上,并用玻璃覆盖。然后将标本分类到文件夹中,并提交给病理学家进行检查。在某些情况下,标本也会被扫描。为此,还必须手动插入样本并进行登记。如果存在质量缺陷,则必须重复该过程。这个工作流程在这里只是粗略地概述,涉及许多手册和小规模的工作步骤,其中有许多错误来源。在向完全数字化病理学实验室发展的另一端,大量切片制剂的自动扫描、诊断的数字提供以及临床数据以及数字报告文本生成即将到来。该系统可以在输入样本注册后对订单进行优先级排序和处理,并处理质量控制。此外,人工智能用于支持组织病理学诊断。此外,该系统可以将分析的图像数据和分子信息集成到工作流程中。与此同时,几个研究项目正在接近实现这一愿景,揭示了这一理论的实际机遇和挑战。图2:有了数字样本,算法就有可能取代昂贵的计数和注释工作。©Precision股份有限公司算法打开了广泛的可能性尽管数字图像有很多优点,但它并不能解决用户的许多问题和要求。然而,数字化为使用算法进行图像分析开辟了广泛的可能性。经典算法可以检测和计数定义明确的结构,如肿瘤细胞。这使得病理学家能够通过具体的测量值进行量化。在这样做的过程中,算法有效地进行并且没有偏差。压力或时间压力以及影响人类的视错觉的影响等因素在这里不会发生。现在市场上有许多产品可以用于不同的分析方法。这些程序可以快速有效地找到预定义的结构,并可重复地对其进行量化。有许多研究描述了算法在不同器官和各种疾病的组织学制备中的应用[3]。通常,对这些算法进行训练,以便专家在组织学切片中标记定义的结构。该算法用一系列类似的部分进行训练,直到它自己识别出标记的结构。市场上常见的程序通常专门针对特定的疾病模式;他们的任务是识别和量化预定义的结构。一个算法只能和它所训练的数据集的质量一样好[4]。所寻求的结构的数量越多,变化越大,评估就越好、越可靠。这就是目前正在世界各地建立的生物库发挥重要作用的地方。这些不仅提供了许多物理样本,而且还提供了许多已经数字化的样本。下一步是专门针对用户的应用需求进行训练的算法。在这里,一系列有趣的产品也在开发[2]。挑战在于将获得的数据集转换成什么格式,以及如何最终将其整合到实验室信息系统和相关部门的系统中。当然,还有实验室人员和工作流程的问题。图3:正确的样品制备是虚拟显微镜的关键。©Precision股份有限公司结论病理学实验室向数字化病理学实验室的转变只能循序渐进。该过程的开始是所有过程的文档化和可视化,必须根据各种参数(如人员、机器和开发程度)以及IT和过程支持级别对其进行分析。由此可以产生有意义的转型规划。其中一部分是虚拟显微镜、满足要求的设备以及支持这项工作的算法。现在有许多公司专门帮助实验室进行这种转变。这是一项非常明智的服务,因为这种转变很复杂,需要时间和金钱,而且还必须在人员方面得到很好的支持才能发挥作用。References[1] Brochhausen C. et al (2015) A virtual microscope for academic medical education: the pate project. Interact J Med Res. 4: e11. [2] Li Z et al. (2021) Deep Learning Methods for Lung Cancer Segmentation in Whole-Slide Histopathology Images – The ACDC@LungHP Challenge 2019. IEEE J Biomed Health Inform 25: 429-440[3] Mun SK et al. Artificial Intelligence for the Future Radiology Diagnostic Service. Front Mol Biosci. 2021 Jan 28 7:614258. DOI: 10.3389/fmolb.2020.614258 [4] Cui, M., Zhang. D.Y. Artificial intelligence and computational pathology. Lab Invest 101, 412-422 (2021). DOI: 10.1038/s41374-020-00514-0 .关于作者Katharina Eser在学习艺术史之前曾在一家日报担任编辑。2021年,她加入PrecisPoint,担任业务创新经理,现在是该公司的自由职业者。来源:Going digital in pathology——Introducing Virtual Microscopy and what questions to askMicroscopy Light Microscopy Lab Automation Image Processing , 17 May 2023供稿:符 斌,北京中实国金国际实验室能力验证研究有限公司
  • 1500倍电子显微镜下看茶叶,竟然“星际穿越”了!
    每日坐在实验室、办公室里的你们是不是也跟小编一样茶不离口,杯不离手呢?有没有一次脑洞大开想要看看叶底和茶汤在电子显微镜下会是个什么模样? 请准备好1500倍的显微镜,把六大茶类加上生普和熟普用标准的方式冲泡,分别取出日常里最适合品饮的茶汤和完全舒展开来的叶底,放在载玻片上,通过显微镜就可以看到令人惊艳的茶叶星球。 现在,请跟随小编来一场说走就走的茶界“星际穿越”吧!  生普系列  茶叶类型:易武散茶  投茶量:3g  用水量:110ml  第一泡:15秒  第四泡:10秒(取第四泡用于观察茶汤)  生普茶汤:我不是透明的,我是黑色小波点  生普的茶汤没有透明状的圆点,而是趋于黑色的斑点,并且不圆,是不规则的形状。小编想说,这一颗好像月球哦!  生普叶底:和人类皮肤纹路撞衫  生普叶底的纹路和人类皮肤的纹路很像,没有气泡和条纹状的形状,就像颜色变深的干枯的土地一样。  熟普系列  茶叶类型:易武熟普  投茶量:7g  用水量:110ml  第一泡:5秒  第四泡:10秒(取第四泡用于观察茶汤)  熟普茶汤:喜爱银河系?请看我!  熟普茶汤中的透明状圆点不是全图分布的布局模式,而是像银河系一样一条,看起来不禁让人联想到潺潺的流水。  熟普叶底:一半海水一半火焰  绿茶系列  茶叶类型:安吉白茶  投茶量:3g  用水量:110ml  第一泡:15秒  第二泡:20秒(取第二泡用于观察)  绿茶茶汤:看起来很淡定,实际上翻江倒海  绿茶的茶汤在载玻片上看起来是凝固的,但在显微镜下却在不停地流动。  绿茶叶底:直线组成无数个不规则形状  绿茶的叶底放大看是干爽的,而其他茶叶经过冲泡会明显有气泡出现。  白茶系列  茶叶类型:白牡丹  投茶量:3g  用水量:110ml  第一泡:15秒  第二泡:10秒(取第二泡用于观察)  白茶茶汤:灵动的水纹就是它了  白茶的茶汤很薄,上面如此斑驳的纹路其实有部分是载玻片的痕迹,但它的圆点并不明显,就像透明一般。  白茶叶底:一个个小气泡像星星般闪亮  这些凹凸的小点再放大看就是一个个的水气泡,看起来很像眼睛。  红茶系列  茶叶类型:滇红  投茶量:3g  用水量:110ml  第一泡:10秒  第二泡:10秒(取第二泡用于观察)  红茶茶汤:茶系里圆点最多的显微茶汤,你懂?  红茶茶汤呈现的圆点很多,密密麻麻的,如果你很懂这其中的奥妙,请一定要告诉小编哦。  红茶叶底:不要以为我是火星  红茶经过1500倍的放大后,像一个个小山丘矗立在叶片上,也有点像一片片云朵漂浮在上面。  黄茶系列  茶叶类型:蒙顶黄芽  投茶量:3g  用水量:110ml  第一泡:15秒  第二泡:10秒(取第二泡用于观察茶汤,第五泡后观察叶底)  黄茶茶汤:我要代表“月亮”消灭你  好吧,虽然和绿茶没有多大的区别,但你要相信它真的是黄茶的茶汤。它呈现的圆点很细小,与红茶略有不同。  黄茶叶底:我的外貌与地球最像  小编认为这个星球的样子和咱们地球很像,熟悉的感觉。  黑茶系列  茶叶类型:安化黑茶  投茶量:7g  用水量:110ml  第一泡:10秒  第四泡:10秒(取第四泡用于观察茶汤)  黑茶茶汤:满屏的不规则小圆点,不能更美  黑茶的圆点是最吸引人的,大小不一,而且视觉上很清晰,大的圆点里细看还有像细胞一样的花纹。  黑茶叶底:条形纹路很是特别  黑茶用显微镜看并没气泡或者圆形的图案,而是清一色的条纹状,和木头的纹路看起来很像。  乌龙茶系列  茶叶类型:牛栏坑肉桂  投茶量:3g  用水量:110ml  第一泡:10秒  第三泡:10秒(取第三泡用于观察茶汤)  乌龙茶茶汤:内在极沉稳的液体  实话说,这次用了牛栏坑肉桂,小编还是很肉疼,因为这款牛肉是价值2.98万/斤的非遗技艺传承人手制牛肉,所以对这款茶汤的观察特别仔细。这款牛肉的茶汤有一个很特别的性质,其余的茶汤在显微镜下内在物质都在不停地流动,只有它是很粘稠的感觉,难道是内含物质太多了,交通堵塞?  乌龙茶叶底:神秘的螺旋状看起很是诱人  与之前出现的茶叶叶底不同,牛肉的叶底没有水气泡,而是不同大小的圆圈组成的,有些是单个的圆圈,而有些是半封闭的曲线和圆圈组合成的。看到这么惊奇的景象,你是不是对这款牛肉也感兴趣了呢?
  • 超高分辨率显微镜:显微镜发展史上的新突破
    显微镜技术经过长期发展,加之近年来物理学界接二连三出现的重大科研进展,终于,在2008年,显微镜发展史上的新成果&mdash &mdash 超高分辨率荧光显微镜为科学家所研制出。人们预言,它定会成为生物学家的好帮手。   Stefan Hell打破了物理学界的传统看法   自从1873年Ernst Abbe第一次发现光学成像具有衍射限制现象以来,物理学界就公认,显微镜的分辨率具有极限,该极限与光源的波长有关。直到一个多世纪之后,罗马尼亚物理学家Stefan Hell推翻了这一观点。他是首位不仅从理论上论证了,而且用实验证明了使用光学显微镜能达到纳米级分辨率的科学家。   罗马尼亚物理学家Stefan Hell,现任德国马克斯· 普朗克生物物理化学研究院(Max Planck Institute of Biophysical Chemistry)主任。   早在上世纪80年代中期,当时师从德国海德堡大学(University of Heidelberg)一位低温固态物理学家的Stefan Hell就已经发现,如果不是像常规那样使用一个透镜聚焦,而是将两个大孔径的透镜组合在一起聚焦,就可以提高光学显微镜的分辨率。Stefan Hell是首位发现这一现象的研究人员。   Hell于1990年顺利完成了他的博士学业,但同时,这也意味着他将无法再凭借奖学金的资助进行研究了。Hell最终决定独自一人继续在家研究以上的发现,并最终成功发明了4Pi显微镜。 4Pi显微镜,超高分辨率成像中的一个步骤   时任美国马萨诸塞州坎布里奇市哈佛大学(Harvard University)化学系教授的Sunney Xie遇到了Hell,当他了解了Hell发明的4Pi高分辨率显微镜时,Xie对Hell勇敢地对传统物理学观点提出挑战的精神表示赞许。   随后,Hell带着他的发明来到了位于德国海德堡的欧洲分子生物学实验室(European Molecular Biology Laboratory, EMBL),并获得了德国科学基金会提供的奖学金。1991年,Hell在该实验室开始他的博士后研究工作。   起初,许多科学家,包括那些声名显赫的物理学家都认为Hell的工作对于提高光学显微镜的分辨率没有太大的意义。他们认为,Hell仅用他那少得可怜的科研经费来从事这项研究简直就是在冒险。但Hell却始终坚信他能够打破衍射极限。   Hell的努力没有白费,他的冒险终于获得了回报。1992年,Hell第一次用他的4Pi高分辨率显微镜证明了他的确能将传统光学显微镜的分辨率提高3~7倍。然而,尽管Hell提高了Z方向的分辨率,他还是没能突破衍射极限的限制。   此后不久,Hell又在芬兰土尔库大学(University of Turku)得到了他的第二个博士后职位。一个星期六的早晨,Hell正躺在研究生公寓的床上看一本有关光学量子理论的书,突然,灵光一闪,Hell脑海里浮现了一个想法:如果使用一种合适的激光,仅激发一个点的荧光基团使其发光,然后再用一个面包圈样的光源抑制那个点周围的荧光强度,这样就只有一个点发光并被观察到了。Hell给他的这项发明取名STED,即受激发射损耗显微镜(stimulated emission depletion)。有了这个想法后,Hell立即行动,冲进实验室进行相关实验。每当回想起当时的心情,Hell都会觉得那是他科研生涯中最激动的时刻。   曾在EMBL与Hell共事,并共同研发4Pi显微镜的Pekka Hanninen指出,Hell在土尔库大学进行研究工作时非常刻苦。那时,他经常被许多问题困扰。尽管如此,研究过程中还是有许多快乐萦绕着他们。Hell不仅是一名严谨的科学研究者,还是一名音乐爱好者,每当工作至深夜时,实验室走廊总会回响起Hell吹奏萨克斯风的动听乐声。 由共聚焦显微镜(左图)和STED(右图)成像的一个神经元。   1994年,Hell在《光学快报》(Optics Letters)上发表了他关于STED的理论文章。不过直到多年以后,这项理论才得以在实践中被证实。在那段时间里,Hell一面继续研究工作,一面四处奔走筹集科研经费,还卖掉了他4Pi 显微镜的专利。   但是那个时候Abbe的衍射极限理论仍然在学界占统治地位,许多物理学家对Hell的理论都持怀疑甚至批评态度,因此他们也都将研究重点放在其它的成像技术上。尽管如此,Hell还是在1997年与马普生物物理化学研究所签订了一份长达5年的合同,以继续他的STED研究。   1999年,Hell将他的研究成果分别投给了《自然》(Nature)杂志和《科学》(Science)杂志,不过都被退稿。当时两位杂志的主编都没有意识到他的研究成果将会改变整个显微镜领域。   直到2000年,事情才终于有了转机&mdash &mdash 《美国国家科学院院刊》(PNAS)发表了Hell的科研成果。采用 Hell的STED技术,人们第一次得到了纳米级的荧光图像。Hell的工作由此获得了广泛的肯定,2002年,他获得了马普研究所的终身职位。从此,Hell一直在马普研究所从事成像技术的研究工作。   紧随STED这项开创性工作之后,世界各地实验室等研究机构内陆续出现了一批高分辨率的显微镜技术。例如,由珍妮莉娅法姆研究学院(Janelia Farm Research Campus)的物理学家兼工程师Mats Gustafsson领导的研究团队开发出了结构光学显微镜(structured-illumination microscopy, SIM)。 果蝇卵母细胞内的肌动蛋白的3D SIM成像,该照片拍摄于完整的卵泡内。   SIM技术的原理是通过一系列光成像的图案对低分辨率莫尔条纹形式的精细结构进行成像,此类图像是采用其它技术所无法观察到的。然后再由计算机处理、分析这些条纹中包含的信息,最终就可以获得高分辨率的图像。   同年,Gustafsson小组得到了HeLa细胞中肌动蛋白细胞骨架的图像,他的图像相比传统显微镜的图像来说,在测向上的分辨率提高了2倍。随后,Gustafsson小组又使用非线性技术将整体分辨率提高了4倍。   科研竞赛   2006年,超高分辨率显微镜研究行业翻开了新的篇章。Eric Betzig、Harald Hess以及Lippincott-Schwartz小组、Samuel Hess小组以及庄晓威(音译)科研小组几乎同时报道了他们提高显微镜分辨率的科研成果,下面分别介绍这三个小组的研究情况。   Eric Betzig、Harald Hess以及Jennifer Lippincott-Schwartz小组   2005年夏天,细胞生物学家Jennifer Lippincott-Schwartz卸下了她在美国马里兰州贝塞斯达美国国立卫生研究院(HIV)暗室里的红色灯泡。Lippincott-Schwartz正在为赋闲在家的两位物理学家Eric Betzig和Harald Hess腾出空间,筹备实验室。正是这两位物理学家研制出了光敏定位显微镜(photoactivated localization microscopy, PALM),他们的这种新产品能将荧光显微镜的分辨率提升至纳米级水平。   接下来的整个冬天,Eric Betzig、Harald Hess以及Lippincott-Schwartz等人都一直在那间狭小的没有取暖设备的实验室里工作。现在就职于美国弗吉尼亚州阿士伯恩霍华德休斯医学研究所珍妮莉娅法姆研究学院(Howard Hughes Medical Institute&rsquo s Janelia Farm Research Campus in Ashburn, Virginia)的Hess承认,自己与Betzig对生物学的认识都不深。不过近15年来,他们一直都在努力,希望能运用生物学知识获取高分辨率的显微图像,但是没有取得明显进展。然而,当Hess和Betzig了解到Lippincott-Schwartz和George Patterson在2002年发明的光敏绿色荧光蛋白(photoactivatable green fluorescent protein)后,他们知道他们已经找到了解决问题的关键所在。   回想起当时的情形,Lippincott-Schwartz指出:&ldquo 他们当时非常激动。我还记得当我们得到第一张显微图像时,你根本无法看出那是什么东西。直到我看到他们将荧光图像和电镜图像叠加之后的结果才相信,我们成功了。我当时觉得这一切真是太神奇了。&rdquo   2006年,Eric Betzig、Harald Hess以及Lippincott-Schwartz小组在《科学》(science)杂志上发表了他们的PALM研究成果。使用PALM可以清楚得看到细胞黏着斑和特定细胞器内的蛋白质。   Samuel Hess小组   Samuel Hess小组是上述三个小组之一。Hess是美国缅因州立大学(University of Maine)物理系的助理教授。2005年夏天,Hess一直在和他们学校的化学工程师和生物学工程师,就如何提高观察活体细胞脂筏结构的分辨率等问题进行交流。   2005年的一个夏夜,Hess被邻居家举办舞会的声音吵醒。半睡半醒的Hess走下楼来,随手画了一副设计图,他的这种设计是需要借助荧光标记的蛋白质来显示细胞形态的。第二天早上,当Hess重新翻看这幅非清醒状态绘制的潦草的设计图时,不由得大笑起来。不过令人吃惊的是,他的这幅设计图竟然没有一点问题。于是他把这幅图拿给物理系的同事检查,但同事也没有发现任何问题。   接下来,Hess就按照他的设计图开始制作显微镜了。此时,他的科研经费所剩不多,而结题时间转眼就到。因此,Hess等人以最快的速度组装好显微镜,并进行了试验。同时,在不到两天的时间里,缅因州立大学表面科学技术实验室的同事就为Hess制备好供检验显微镜效果的蓝宝石晶体样品。   对于同事们的帮助,Hess总是不胜感激。   2006年,《生物物理学期刊》(Biophysical Journal)刊登了Hess小组的科研成果。他们将这项研究成果命名为荧光光敏定位显微镜(fluorescence photoactivation localization microscopy, FPALM)。2007年,Hess小组证明了FPALM可以分辨细胞膜脂筏上的蛋白质簇。   庄晓威科研小组   与此同时,另一个研究小组&mdash &mdash 哈佛大学霍华德休斯医学研究所(Howard Hughes Medical Investigator at Harvard University)的研究员庄晓威科研小组也在研究高分辨率成像技术。   通过3D STORM观察到的一个哺乳动物细胞内线粒体网状系统。传统荧光成像(左图) 3D STORM成像(中图),其中,采用不同颜色标记出z的位置 3D STORM成像中xy维图像(右图)。   其实,这三个小组都有一个共同的也是非常简单的理念,那就是先获得单分子荧光图像,再将成千上万个单分子图像叠加在一起,获得最终的高分辨率的图像。   早在2004年初,庄等人就已经意外发现了有一些花青染料可以用作光敏开关。这也就意味着这些染料既可以被激活发出荧光,也可以被关闭不发光,人们可以使用不同颜色的光束来随意控制这些花青染料的开和关。   从那以后,庄等人就一直在研究如何用光敏开关探针来实现单分子发光技术。他们希望能用光敏开关将原本重叠在一起的几个分子图像暂时分开,这样就能获得单分子图像,从而提高分辨率。Eric Betzig小组和Samuel Hess小组也都采用了同样的策略,只不过他们使用的不是光敏开关而是一种可以先被荧光激活继而被漂白失活的探针。   2006年,庄的科研成果在《自然-方法》(Nature Methods)杂志上发表,他们将这项成果命名为随机光学重建显微镜(stochastic optical reconstruction microscopy, STORM)。使用STORM可以以20nm的分辨率看到DNA分子和DNA-蛋白质复合体分子。   此后几年,超高分辨率荧光显微镜又得到了进一步的发展。现在,生物学家已经能够使用超高分辨率荧光显微镜在纳米水平上观察细胞内部发生的生化变化了。以往那些大小在200nm至750nm之间的模糊泡状图像再也无法对他们造成困扰了。尽管早在上世纪80年代,科研机构里就已经出现了超高分辨率显微镜的构思,但只是最近几年里这项技术才伴随着它的商业化进程获得了快速发展。现在,已经有几十家实验室安装了这种最新型的显微镜并投入了使用。正像Lippincott-Schwartz所说的,超高分辨率显微镜正在以飞快的速度被科研界接受,在生物学界更是如此。   超高分辨率显微镜的成绩   已经开始使用这些显微镜的生物学家对这项技术都表示出了极高的热情。Jan Liphardt这位在美国劳伦斯伯克力国家实验室(Lawrence Berkeley National Laboratory)工作的生物学家,还清楚地记得他2006年第一次在《科学》(science)杂志读到Betzig的那篇有关PALM技术的论文时的激动心情。当他看到那幅线粒体蛋白的图像时立刻想到了该技术可以用于他自己的微生物研究领域。   Liphard说道:&ldquo 通常,我们得到的大肠杆菌荧光图像都只有20像素,甚至更低,现在突然有一幅几千像素的图片摆在你面前,你可以想象那是一种什么感觉。&rdquo   Liphard现在正与Betzig以及其他一些研究人员一起研究大肠杆菌的趋化现象(chemotaxis)。Liphard还提到:&ldquo 我从没想到这项技术达到的分辨率有这么高,可以如此清楚地看到细胞内单个蛋白质分子的定位,甚至还能定量。而对我来说,每天的工作实际上就是在弄清楚这些蛋白质在什么位置,什么时候存在。而之前我们的研究主要采用间接方法。但超高分辨率显微镜这项新技术是我从事科研工作这么长时间以来,感触最深,获益最大的一项科技成果。&rdquo   美国丹佛市科罗拉多州立大学医学院(Medicine at the University of Colorado Denver)的助理教授Nicholas Barry也正在和Betzig合作,他们使用了一台蔡司的全内反射荧光成像系统(total internal reflection fluorescence imaging, TIRF)来研究肾细胞顶端胞膜上的蛋白质簇。   Barry指出,只需要一台蔡司显微镜和普通电脑,差不多就足够了。此外,他们还花费3万美元添置了两台激光发射器。现在,Barry等人可以在8分钟内得到一幅图像,这幅图像由10000帧图像合成,每一帧图像上显示10个分子。最后的图像文件大小大约是0.3GB。Barry等人还使用Perl语言自己开发了一套免费程序。Barry表示:&ldquo 这里面包含了每帧图像的资料信息,客户可以根据这些信息进行相关计算。&rdquo Barry充满信心地提到,很快就会有人为NIH的那套免费图像分析软件ImageJ开发出一套运算程序作为插件使用。   美国斯坦福大学(Stanford University)化学及应用物理系教授W.E. Moerner曾于1989年第一个在试验中使用光学显微镜得到了单分子图像。W.E. Moerner教授表示,这几年来,超高分辨率显微镜研究领域已经取得了巨大的进展,终于达到了纳米级单分子分辨率。他兴奋地说:&ldquo 经过了近20年对单分子成像课题的研究,我们终于取得了完美的成果。&rdquo   展望   自从2006年STORM技术和PALM技术问世以来,科技工作者就一直在不断努力,对它们进行改进、完善和提升。2008年,Lippincott-Schwartz的研究团队将PALM技术和单颗粒示踪技术(single-particle tracking)结合,成功地观测到活体细胞胞膜蛋白的运动情况。同年,庄小威研究组在《科学》(science)杂志上也发表了他们的3D STORM成像成果,该技术的空间分辨率比以往所有光学3D成像技术的分辨率都要高出10倍。论文中,他们展示了用3D STORM成像技术拍摄的肾细胞内微管结构图和其它的分子结构图。随后,他们又进一步将该技术发展成了多色3D成像技术(multicolor 3D imaging)。Gustafsson,还有其他一些科研工作者使用3D SIM技术(该技术使用3束干涉光,而不是常见的2束)观察到了共聚焦显微镜(confocal microscopes)无法观测到的哺乳动物细胞核内结构。位于德国的世界知名光学仪器制造公司蔡司公司进一步发展了SIM和PALM技术,不过他们将PALM称为PAL-M。蔡司公司预计将于2009年末推出全新的成像产品。   2008年,Hell小组使用STED技术通过抗体标记目标蛋白,观察到了活体神经元细胞中突触小泡(synaptic vesicles)的运动过程。同年稍晚些时候,他们又使用4Pi显微镜和STED技术得到了固定细胞内线粒体的3D图像,分辨率达到了40至50nm。最近,他们又使用超高分辨率显微镜成像技术对脑切片组织中的形态学变化进行了研究,并得到了活体神经元细胞树突棘(dendritic spines)的3D图像。 PALM在哺乳动物细胞内拍摄到的粘附复合物。   由于最近几年这些新技术的不断涌现,现在可以对活体细胞进行三维观察了。Gustafsson指出,随着PALM技术和STORM等新技术的出现,以前很多看起来不可能的事情现在都变得可能了。   尽管已有许多科学家从这项技术进展中获益,但是仍然可以进一步提高,以使更多的研究人员能够在自己的工作中使用它。到目前为止,那些成功应用此项技术的实验室都采取了正确的技术组合:研究人员可以很好地将物理学与生物学相结合&mdash &mdash 他们将显微镜装配并做适当的调节,然后用它对生物学样品进行检测。Moerner指出,软件的编写也不容小觑:对检测到的光子进行定位和报告需要进行准确计算,从而得到合适的分辨率。   仅仅是显微镜的价格就已经限制了它的普及性,Leica&rsquo s TCS STED显微镜高达100万美元。因此,如何获得相应的资金来购置显微镜仍然是摆在研究人员面前的一个难题,位于丹佛市的科罗拉多大学(University of Colorado)光学显微镜组主任Bill Betz这样说道。   Betz曾申请用于显微镜购置的资金,但遭到了拒绝。但他表示,他们已经计划再次申请相关资金。而Stefan Hell曾指出,激光领域的技术进展已经可以使得研究人员自己在实验室内构建一个STED平台,花费只需不到10万美元。   除了要将这一技术方法普及,使生物学家能够加以利用之外,该项技术的研发人员还表示,他们已经开始致力于研究更宽范围及更多样的荧光探针了。更好的探针当然能够为我们带来更高的分辨率及更快速的图像处理。美国纽约阿尔伯特&bull 爱因斯坦医学院(Albert Einstein College of Medicine)解剖学及结构生物学副教授Vladislav Verkhusha说到:&ldquo 为了对活体哺乳动物细胞进行研究,你就需要有一整套的荧光标记蛋白和可通过光控开关控制的蛋白质。&rdquo 他本人在荧光蛋白领域的研究工作就受益于PALM的出现。   庄晓威的众多项目之一便是与Alice Ting及其在麻省理工学院(MIT)的实验室合作,对蛋白标记技术进行研究,希望能够找到一种方法可以将小和明亮的光控开关可控的探针标记于细胞的特异蛋白上,从而可以对活细胞进行成像。她提到:&ldquo 将遗传标记方法与小而明亮且可被光控开关控制的探针结合在一起,将是今后发展分子级别超高分辨率成像的十分理想的一种方法。&rdquo   尽管研发人员还将继续努力,以进行相应技术的提高,但是超高分辨率荧光显微镜更加广泛的应用还是毫无疑问地成为新的一年的标志。Harald Hess说:&ldquo 这一技术的确会为生物学家的工作带来很大的帮助。同时,我们也在不断询问,&lsquo 你们想要用它做什么精彩的实验?&rsquo 事实上,我们也得到了许多精彩的答案。&rdquo
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