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[url=http://www.f-lab.cn/microscopes-system/macroscopic-imaging.html][b]荧光宏观成像系统[/b][/url]macroscopic imaging专业为心脏成像 cardiac imaging而设计,[b]荧光宏观成像系统[/b]macroscopic imaging和光学映射,光学图谱技术厂用于整体荧光显微镜和荧光成像系统中。[b]荧光宏观成像系统[/b]macroscopic imaging集成了高科技高强度光源照明样品或反射照明样品,结合高数值孔径镜头,CCD相机和光电二极管探测器。宏观成像系统实验通常采用双波长,这样可测量细胞内钙离子和膜电位。宏观成像系统提供固定或可变的镜头系统,捕捉视场从4x4mm到50x50mm,并且可根据用户实验而增加放大成像器。[img=宏观成像系统]http://www.f-lab.cn/Upload/macroscopic-imaging.jpg[/img]荧光宏观成像系统:[url]http://www.f-lab.cn/microscopes-system/macroscopic-imaging.html[/url][b][/b]
当前,使用微观研究手段来研究揭示宏观科学问题似乎是一个潮流。原因是在知道了宏观如何变化之后,要想改变宏观效应,还是要从微观处入手。比如,有科学家想通过筛选高二氧化碳固定效率的藻类来消除温室效应。下面就习惯了宏观研究思路的老师们,在使用非损伤微测技术NMT初期遇到的一些常见问题进行分析和解答。 1. NMT在环境领域的应用,目前文献很少,能否直接告诉我,NMT可以帮我做什么? 非损伤微测技术NMT是一个通过离子分子流速检测,揭示活体生物与外界环境进行信息交换的工具。 那么NMT可以帮助环境科学工作者做如下工作:1)研究环境中有毒有害物质对生物活体状态下的各方面生理功能的影响;2)基于研究1)探索形成基于活体生物生理功能的‘环境污染生物评价方法’;3)研究环境中营养物质对生物活体状态下的各方面生理功能的影响;4)各种生物膜过滤性能的优化;5)重金属高积累植物筛选;6)藻类与微生物共生体的目标生理功能优化;7)水体富营养化的修复植物的筛选;8)环境固体污染物(比如淤泥)的物理特征(比如O2分布)研究;9)基于活体生物信号的水质监测方法研究;10) 纳米等环境修复或复合植物抗污染能力的评价和研究;11) 基于生物生理活性的生物燃料电池等性能的优化和评价研究;目前文献少,正是科学家在各自领域抢占世界科研高地的良机! 2.水安全检测项目,是基于NMT的新型检测方法,如何确定基准水源是合格的?如果无法确定基准水源是否合格,测到的“待测水源”的数据,同基准水源相比得出的结论,也就没有意义了。 旭月的水安全检测项目,是利用NMT技术进行活体生物环境污染检测的一次尝试,尚在不断的探索过程中。 旭月的基准水来自于两个方面,一个是满足国家饮用水标准的自来水,一个是自行配置的‘旭月生物水’,通过我们的实验证明两者对最后结果没有显著差别影响。 3.将细胞器分离出来,将植物根切下来的研究,还能称得上是“非损伤”吗? 非损伤微测技术根据科研人员对被测材料的不同处理,分绝对非损伤和相对非损伤。 比如,当把一个3,4天的拟南芥幼苗或几个毫米长的线虫放到NMT系统里,并为它们提供最适的外部环境,这就是一个绝对的非损伤。如果把拟南芥的根切下来,或把线虫的肌肉组织分离出来,再进行NMT检测,就是相对非损伤。 4. 放到土里培养的植物可以检测吗?重复性能保障吗? 要想利用好一种新技术,首先要对它的特点进行了解,才能充分利用好它。不会犯在医院带着戒指项链进行核磁检查的错误。 NMT的特点是,不接触被测材料,但必须在液体环境里才能够工作。因此,要想方便快速用好NMT,并获得重复性较好的数据,显然科研人员需要将他们的材料从土培方法过渡到水培,才能更好地利用NMT的优势。否则数据的重复性很难保证。 中国NMT科学家第一批先行者之一的,北京林业大学陈少良教授,就花费了半年的时间将过去的土培杨树根变成沙培和水培,为后续的NMT数据快速产出打下了基础。 5. 不行,我的植物材料必须土培,NMT能做吗?重复性能保障吗? 能做! 这里的关键是如何既保持植物的土培环境,同时又提供一个NMT可以工作的液体环境。比如,研究人员可以在欲检测的土培材料部位设计一个装置,既能够将被测部位暴露出来,又可以放入测试液进行NMT检测。 NMT的不接触被测材料的非损伤特点,给科研人员提供了非常大的,个性化的实验设计空间,自然也为科研创新提供了难得的契机。 6. 听说想获得重复性好的活体生理数据,特别不容易,NMT也是这样吗? 同任何其它技术一样,要想获得好的数据,实验设计和材料的准备是关键。简言之,无论NMT有多么简便和快速,想靠NMT来弥补基因方面工作的不足是不切实际的。 我们的经验是,先利用NMT快速定性的特点(药物处理等实验),把自己实验材料的‘脾气秉性’先摸清楚,然后再进行批量的数据定量工作。其它详细解读,请查阅笔者另一博文《飘忽不定的诺贝尔奖机遇:如何理解和用好NMT数据?》 7. 我是研究环境生态的,比较宏观,能用得上NMT吗? 应用微观数据解释和研究宏观生态现象和问题,已经成为近年的一个潮流。 袁隆平院士的杂交水稻在带来粮食高产的同时,也带来了化肥过度使用的环境污染和水质富营养化等生态问题。旭月的NMT曾帮助袁隆平院士他们回答一个问题,就是他们的杂交水稻实施多少化肥就刚好够了,从而减少环境问题。 对已有的环境问题,如何从微观了解其成因,并从微观入手寻找解决问题的办法,NMT将会大有用武之地!
隧道效应目录 定义 概述 原理 发现者 用途 隧道二极管 隧道巨磁电阻效应 宏观量子隧道效应 隧道效应 tunnel effect编辑本段定义 由微观粒子波动性所确定的量子效应。又称势垒贯穿 。考虑粒子运动遇到一个高于粒子能量的势垒,按照经典力学,粒子是不可能越过势垒的;按照量子力学可以解出除了在势垒处的反射外,还有透过势垒的波函数,这表明在势垒的另一边,粒子具有一定的概率,粒子贯穿势垒。理论计算表明,对于能量为几电子伏的电子,方势垒的能量也是几电子伏 ,当势垒宽度为1埃时 , 粒子的透射概率达零点几 ;而当势垒宽度为10时,粒子透射概率减小到10-10 ,已微乎其微。可见隧道效应是一种微观世界的量子效应,对于宏观现象,实际上不可能发生。 在势垒一边平动的粒子,当动能小于势垒高度时,按经典力学,粒子是不可能穿过势垒的。对于微观粒子,量子力学却证明它仍有一定的概率穿过势垒,实际也正是如此,这种现象称为隧道效应。对于谐振子,按经典力学,由核间距所决定的位能决不可能超过总能量。量子力学却证明这种核间距仍有一定的概率存在,此现象也是一种隧道效应。 隧道效应是理解许多自然现象的基础。编辑本段概述 在两层金属导体之间夹一薄绝缘层,就构成一个电子的隧道结。实验发现电子可以通过隧道结,即电子可以穿过绝缘层,这便是隧道效应。使电子从金属中逸出需要逸出功,这说明金属中电子势能比空气或绝缘层中低.于是电子隧道结对电子的作用可用一个势垒来表示,为了简化运算,把势垒简化成一个一维方势垒。 所谓隧道效应,是指在两片金属间夹有极薄的绝缘层(厚度大约为1nm(10-6mm),如氧化薄膜),当两端施加势能形成势垒V时,导体中有动能E的部分微粒子在E<V的条件下,可以从绝缘层一侧通过势垒V而达到另一侧的物理现象。 产生隧道效应的原因是电子的波动性。按照量子力学原理,有能量(动能)E的电子波长=(其中,——普朗克常数;——电子质量;E——电子的动能),在势垒V前:若E>V,它进入势垒V区时,将波长改变为λ′=;若E<V时,虽不能形成有一定波长的波动,但电子仍能进入V区的一定深度。当该势垒区很窄时,即使是动能E小于势垒V,也会有一部分电子穿透V区而自身动能E不变。换言之,在E<V时,电子入射势垒就一定有反射电子波存在,但也有透射波存在。编辑本段原理 经典物理学认为,物体越过势垒,有一阈值能量;粒子能量小于此能量则不能越过,大于此能量则可以越过。例如骑自行车过小坡,先用力骑,如果坡很低,不蹬自行车也能靠惯性过去。如果坡很高,不蹬自行车,车到一半就停住,然后退回去。 量子力学则认为,即使粒子能量小于阈值能量,很多粒子冲向势垒,一部分粒子反弹,还会有一些粒子能过去,好像有一个隧道,故名隧道效应(quantum tunneling)。可见,宏观上的确定性在微观上往往就具有不确定性。虽然在通常的情况下,隧道效应并不影响经典的宏观效应,因为隧穿几率极小,但在某些特丁的条件下宏观的隧道效应也会出现。编辑本段发现者 1957年,受雇于索尼公司的江崎玲於奈(Leo Esaki,1940~)在改良高频晶体管2T7的过程中发现,当增加PN结两端的电压时电流反而减少,江崎玲於奈将这种反常的负电阻现象解释为隧道效应。此后,江崎利用这一效应制成了隧道二极管(也称江崎二极管)。 1960年,美裔挪威籍科学家加埃沃(Ivan Giaever,1929~)通过实验证明了在超导体隧道结中存在单电子隧道效应。在此之前的1956年出现的“库珀对”及BCS理论被公认为是对超导现象的完美解释,单电子隧道效应无疑是对超导理论的一个重要补充。 1962年,年仅20岁的英国剑桥大学实验物理学研究生约瑟夫森(Brian David Josephson,1940~)预言,当两个超导体之间设置一个绝缘薄层构成SIS(Superconductor-Insulator- Superconductor)时,电子可以穿过绝缘体从一个超导体到达另一个超导体。约瑟夫森的这一预言不久就为P.W.安德森和J.M.罗厄耳的实验观测所证实——电子对通过两块超导金属间的薄绝缘层(厚度约为10埃)时发生了隧道效应,于是称之为“约瑟夫森效应”。 宏观量子隧道效应确立了微电子器件进一步微型化的极限,当微电子器件进一步微型化时必须要考虑上述的量子效应。例如,在制造半导体集成电路时,当电路的尺寸接近电子波长时,电子就通过隧道效应而穿透绝缘层,使器件无法正常工作。因此,宏观量子隧道效应已成为微电子学、光电子学中的重要理论。编辑本段用途 隧道效应本质上是量子跃迁,电子迅速穿越势垒。隧道效应有很多用途。如制成分辨力为0.1nm(1A)量级的扫描隧道显微镜,可以观察到Si的(111)面上的大元胞。但它适用于半导体样品的观察,不适于绝缘体样品的观测。在扫描隧道显微镜(STM)的启发下,1986年开发了原子力显微镜(AFM),其工作原理如图5所示。利用金刚石针尖制成以SiO2膜或Si3N4膜悬臂梁(其横向截面尺寸为100μm×1μm,弹性系数为0.1~1N/m),梁上有激光镜面反射镜。当针尖金刚石的原子与样品的表面原子间距离足够小时,原子间的相互作用力使悬臂梁在垂直表面方向上产生位移偏转,使入射激光的反射光束发生偏转,被光电位移传感器灵敏地探测出来。原子力显微镜对导体和绝缘体样品都适用,且其分辨力达到0.01mm(0.1A),可以测出原子间的微作用力,实现原子级表面观测。 [img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/01/201701191651_624047_1602049_3.jpg[/img][img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/200811517289_01_1602049_3.jpg[/img][img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2008115172816_01_1602049_3.jpg[/img][img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2008115172825_01_1602049_3.jpg[/img]