三维高稳定镜

研究背景癌变细胞和正常细胞在形态、化学性质和力学性质等方面有明显差异，肿瘤组织细胞化学和力学性能的检测可为细胞及人体组织病变过程提供多维信息。现有组织细胞形态、力学性能、化学性能的检测方法中，共焦拉曼光谱显微技术可对样品微区化学性能进行非接触、无标记探测，共焦布里渊光谱显微技术可对样品微区力学性能进行非接触、无损探测，将共焦拉曼光谱与布里渊光谱检测技术结合，来同时、同位检测组织甚至亚细胞结构的微区三维形貌、化学性能和机械力学性能，有望为组织细胞多维病变信息的检测提供新手段。创新研究现有共焦拉曼/布里渊光谱显微成像技术由于缺少高精度实时定焦能力，致使扫描过程中聚焦在样品上的光斑大小随着样品的高低起伏而变化，从而制约了共焦光谱显微系统理论空间分辨力的实现；其次，由于拉曼和布里渊散射光谱强度较弱，成像积分时间较长，共焦光谱显微系统极易受系统漂移的影响而导致离焦，进而影响空间分辨力和成像质量等；此外，在对生物组织切片样品进行成像时，垂直入射产生的荧光信号会降低样品拉曼光谱的信噪比，从而影响拉曼光谱和布里渊光谱探测的准确性，降低检测精度。鉴于此，在国家自然基金重点项目“机械形态性能激光分光瞳差动共焦布里渊—拉曼光谱测量原理与传感系统（51535002）”等项目支持下，北京理工大学赵维谦教授团队发明了图1所示的高稳定、高分辨、抗散射分光瞳激光差动共焦拉曼-布里渊（Divided-aperture Laser Differential Confocal Raman-Brillouin，DLDCRB）图谱成像新方法（授权中国发明专利ZL 201410086366.5和欧洲发明专利EP 3118608 B1），该方法将分光瞳激光差动共焦显微技术与拉曼光谱和布里渊光谱探测技术相结合，通过差动共焦测量技术进行纳米精度的样品定焦，来提高系统空间分辨力和稳定性；通过分光瞳斜向激发与探测技术进行反射光和层间散射光等干扰光的抑制，来提高系统的光谱探测信噪比；通过拉曼光谱与布里渊光谱的同源激光激发与高分辨分离探测，来实现微区几何形貌、拉曼光谱和布里渊光谱的高稳定、高分辨原位图谱成像。图1. DLDCRB光谱显微成像原理基于该方法研制了图2所示的具有高空间分辨力和三维成像聚焦跟踪能力的DLDCRB光谱显微镜，其轴向定焦分辨力达1nm、光谱成像横向分辨力达400nm、拉曼光谱分辨力达0.7cm-1、布里渊光谱探测分辨力达0.5GHz等。图2. DLDCRB光谱显微镜利用研制的DLDCRB光谱显微镜，对条形样品进行了清晰成像，结果如图3所示，验证了所提方法的抗漂移能力；对PMMA/SiO2双层样品进行了检测，结果如图4所示，验证了所提方法抑制离焦层散射光干扰的能力。图3. 传统共焦光谱系统与DLDCRB光谱显微镜结果对比（a）经典共焦光谱系统成像（模糊） (b) DLDCRB光谱系统成像（清晰）图4. 系统抗离焦噪声干扰机制 (a) 斜向激发与收集光路 (b) 压缩了散射体轴向尺寸利用研制的DLDCRB光谱显微镜，对胃癌组织和癌旁正常组织进行了拉曼-布里渊光谱成图实验分析，证实了之前有关癌组织中蛋白质物质发生变化以及组织之粘弹性变化导致浸润性增加的假设。图5给出了DLDCRB光谱显微镜对胃癌组织与癌旁正常组织的化学成像结果，浓度由拉曼光谱特征峰的强度来表征。胃癌组织与癌旁正常组织化学成像结果相比：胶原蛋白浓度低且分布离散；胃癌细胞的DNA物质浓度高且分布范围大；胃癌组织细胞基质内的蛋白质浓度低；胃癌组织的脂质在基质内浓度高，而正常组织的脂质分布相对均匀。图5.胃癌组织与癌旁正常组织化学成像结果图6给出了DLDCRB光谱显微镜对胃癌组织与癌旁正常组织的力学性能成像结果，布里渊光谱的频移表征物质的储能模量（弹性性能），布里渊光谱的半高宽表征物质的损耗模量（粘性性能）。胃癌组织与癌旁正常组织力学成像结果相比，胃癌细胞和细胞间质的弹性低于正常细胞和细胞间质，癌细胞细胞核的弹性高于正常细胞；胃癌细胞和细胞间质的粘性低于正常细胞和细胞间质，癌细胞细胞核的粘性高于正常细胞。图6. 胃癌组织与癌旁正常组织的力学性能对比图本研究提出了具有高稳定、高分辨、抗散射的分光瞳激光差动共焦拉曼-布里渊图谱成像方法，研制成功了相应的仪器，实现了样品三维形貌、力学性能和化学组分的多维信息检测，并在肿瘤组织表征分析中进行了应用验证，本检测方法可为癌变过程和癌症治疗等领域的研究提供一种新的手段。

高精度三维扫描技术已经在工业制造领域发挥着重要作用，特别是在质量检测环节，高效、高精度，可以轻松实现全尺寸的三维检测。本期，我们要分享的应用是在高端精密金属零件生产领域。高端精密金属零件在产品开发阶段到量产前，都需求检测相关尺寸，包括整个型面偏差分析，位置度、面轮廓度等GD&T公差。但是目前缺少一种可以通用的高精度检测工具，导致检测工作繁琐、复杂。- 高端精密金属零件 -高端精密金属零件研发中的传统检测方式在检测过程中，每一个零件需要一项一项测量，进行检测，过程繁琐。同时，由于精度要求高，每一项检测都需要不同的专业工具，例如，轮廓测量需要轮廓度仪。而每种检测工具的功能单一，检测过程中要不断更换工具。解决途径！“检测过程繁琐，需要的工具种类太多（很多的时间精力可能是花费在寻找工具上）”，这是目前研发人员最头疼的问题。为了改变这种现状，研发人员需要寻找一种高精度且通用性强的检测工具。OKIO 5M Plus 工业级三维扫描仪满足研发过程的多项三维检测需求Part 1高精度天远 OKIO 5M Plus 具有计量级高精度（最高精度可达0.005mm），基于天远的独特算法，OKIO 5M Plus拥有稳定的重复精度，多次测量结果一致。在新品研发过程中，需要多次反复测量一个产品，稳定的重复精度至关重要。在实际应用过程中，还使用了MSA测试，测试方法：某一个工件测量两个尺寸，同一件重复测试三遍（重复性），每个测试10件，然后还需要更换三个不同的操作人员（消除认为误差）。经过MSA测试，证明了OKIO 5M Plus 具有良好的稳定重复精度。Part 2通用性强天远 OKIO 5M Plus采用非接触式测量，对于零件的形状没有限制，同时配置多组镜头，可灵活切换扫描范围。进行一次三维扫描，需要检测的项目直接在检测软件中生成结果，不用人工一项项测量，也不需要根据不同的检测项目寻找不同的检测工具。- 三维扫描以及数据 -多个不同检测项目，一次三维扫描，即可在软件中得到相应测量结果。天远 OKIO 5M Plus 工业级三维扫描仪凭借其高精度（计量级精度以及稳定的重复精度）、通用性，解决了高端精密金属零件研发过程中的检测难题，加快研发进程。同时，其也可以在产品完工后进行全尺寸三维检测，并为客户提供完整的检测报告，顺利交付。天远 OKIO 5M Plus 工业级三维扫描仪OKIO 5M Plus采用窄带蓝光光源，高分辨率工业镜头确保了精细的扫描效果，以及光顺的数据质量；设备提供三组高分辨率工业镜头，可根据型号不同而更换，精度稳定且操作简单；OKIO 5M Plus适用于精细零件的三维扫描，进行全尺寸检测以及逆向设计等。

项目编号：清设招第2022118号项目名称：清华大学高稳定超高分辨显微成像系统采购项目预算金额：350.0000000 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高稳定超高分辨显微成像系统1套是设备用途介绍：观察固定/活细胞或组织内部超微结构和形态变化（包括但不限于各种细胞的亚细胞器、分泌囊泡、突触、染色体以及包括蛋白质在内的大分子等）的超高分辨率水平（≤50nm）图像；研究亚细胞和分子水平定性，定量和定位分布检测；并在细胞及分子生物学，神经科学，组织及病理学、病毒及微生物学，免疫及肿瘤学等领域具有广泛用途。简要技术指标：1）高稳定超高分辨显微成像模块，生物分子可实现XY方向分辨率≤50nm；2）点扫描激光共聚焦显微成像模块，生物分子可实现XY方向分辨率≤200nm；3）科研级全电动倒置荧光显微镜，超高分辨专用100X油镜，数值孔径NA≥1.45。合同履行期限：合同签订后90日内交货本项目( 不接受 )联合体投标。

【研究背景】光子学是研究光的产生、传播和与物质相互作用的学科，因其在光通信、传感和量子技术等领域的广泛应用而备受关注。与传统的半导体激光器相比，集成光子设备具有更高的集成度和更小的尺寸，这使得它们在实现低噪声、窄线宽和高稳定性方面具有显著优势。然而，目前的集成激光系统仍面临着组件集成不兼容和光源体积过大的挑战，阻碍了它们的实际应用。为了解决这些问题，近年来，极高质量因子的氮化硅环谐振腔被广泛研究，其能够提供长光子寿命和有效的反馈。尽管已有研究显示，通过自我注入锁定实现激光器的线宽减小，但在高功率操作时，该方法的局限性开始显现。此外，光隔离器的集成也带来了额外的复杂性，导致激光系统的操作变得更加困难。为了解决这些问题，美国斯坦福大学（Stanford University）Alexander D. White, Geun Ho Ahn等携手设计并制备了一种被称为统一激光稳定器（Unified Laser Stabilizer，ULS）的新型纳米光子设备。该设备利用氮化硅环谐振腔的高质量因子，通过长光子寿命实现自我注入锁定，同时利用非相互作用的Kerr效应提供光隔离。该系统的独特设计使得激光器在运行过程中始终保持共振状态，从而简化了系统的复杂性。通过这种新型设备，研究团队成功实现了激光的高效反馈稳定与隔离，显著提高了激光系统的性能。实验结果表明，该集成激光系统在开启和运行时都表现出出色的稳定性和可靠性，极大地推动了集成光子技术的发展。这一进展为实现真正的片上集成激光系统铺平了道路，将为光通信、传感和量子技术等领域的应用带来新的机遇。【仪器解读】本文通过集成的DFB激光器和可调电光激光器（ECL）的外差技术，首次实现了对片上激光系统的高精度频率分裂测量。这一过程揭示了在高功率下，传统自注入锁定方案的局限性，促进了我们对激光稳定性的理解。特别是，采用新型的氮化硅统一激光稳定器（ULS）设计，我们成功地实现了在高功率条件下的自注入锁定，从而显著降低了激光频率噪声。这一发现为光学隔离与频率噪声降低的耦合提供了新的视角。在针对激光器频率噪声降低的现象，本文采用了热折射噪声（TRN）模拟和波动-耗散定理相结合的微观机理表征，得到了该系统在不同工作条件下的频率波动特征。这一过程揭示了热噪声对激光器性能的影响，为理解激光系统的稳定性提供了重要依据。通过对激光器工作频率与温度的深入分析，我们发现在高功率下，热噪声对激光稳定性的影响更加显著，从而挖掘了改进激光性能的新途径。在此基础上，本文还通过时间域和频域表征手段，如脉冲隔离测量和频率依赖传输测量，系统地研究了反向信号的传输特性。这些表征手段的结合使我们能够全面理解DFB激光器与ULS之间的相互作用，最终验证了ULS在高功率环境下的有效性和可靠性。研究结果显示，ULS的设计能够被动地将DFB激光器的频率噪声降低25–35&thinsp dB，同时实现14&thinsp dB的光学隔离，进而推动了光子器件在激光技术领域的应用。总之，经过多种表征手段的深入分析，本文揭示了高功率激光系统中的频率噪声机制，深入探讨了自注入锁定技术在高功率激光器中的适用性。通过对新型氮化硅材料的表征，制备了具有优异光学性能的新材料，推动了激光器技术的进步。这一研究不仅为光学隔离技术的发展提供了新的思路，也为未来在传感、计量及量子技术等领域的应用奠定了基础。【图文速递】图1: 工作原理。、图2: 隔离与降噪系数noise reduction factor，NRF的权衡。图3: 高Q反馈。图4: 器件性能。【科学启迪】本研究展示了一种新型的片上激光系统，该系统不仅具备窄线宽和内置光学隔离的优势，还克服了以往自注入锁定技术在高功率下失效的问题。这一成果表明，通过合理设计器件拓扑结构，可以实现强反馈与光学隔离的有机结合，从而显著降低激光频率噪声，提高系统的稳定性与可靠性。研究中，制造的氮化硅统一激光稳定器成功地实现了对集成DFB激光器的14&thinsp dB被动隔离，频率噪声降低了25–35&thinsp dB，这为未来的光子集成电路设计提供了新的思路。此外，研究者提出的将ULS作为激光腔内部镜子的设想，进一步推动了低插入损耗、高隔离及窄线宽激光源的开发。这项工作不仅为激光技术的发展注入了新的活力，同时也为量子技术、传感器及计量学等领域的应用提供了潜在的技术路径。原文详情：White, A.D., Ahn, G.H., Luhtaru, R. et al. Unified laser stabilization and isolation on a silicon chip. Nat.Photon. (2024). https://doi.org/10.1038/s41566-024-01539-3

2014年诺贝尔化学奖授予了荧光超分辨显微技术，利用荧光分子的化学开关特性（PALM/FPALM/STORM）或者物理的直接受激辐射现象（STED），实现超越衍射极限的超分辨成像。尽管如此，活细胞中的超分辨率成像仍然存在两个主要瓶颈：（1）超分辨率的光毒性限制了观察活细胞中精细生理过程；（2）受限于荧光分子单位时间内发出的光子数，时间和空间分辨率不可兼得。受限于这个瓶颈，为了在活细胞上达到60 nm空间分辨率极限，现有超分辨率成像手段需要强照明功率（kW~MW/mm2）、特殊荧光探针和长曝光时间（ 2 s）。强照明功率引起的强漂白会破坏真实荧光结构的完整性，长曝光时间在图像重构时导致运动伪影，降低有效分辨率。迄今为止，基于光学硬件或者荧光探针的改进无法进一步提升活细胞超分辨率的时空分辨率，实现毫秒尺度60 nm的时空分辨率成像。2021年11月16日，哈尔滨工业大学李浩宇教授团队与北京大学陈良怡教授团队合作在Nature Biotechnology上发表论文Sparse deconvolution improves the resolution of live-cell super-resolution fluorescence microscopy【1】。他们另辟蹊径，发明基于新计算原理的荧光超分辨率显微成像，进一步拓展荧光显微镜的分辨率极限。通过提出“荧光图像的分辨率提高等价于图像的相对稀疏性增加”这个通用先验知识，结合之前提出的信号空时连续性先验知识【2】，他们发明了两步迭代解卷积算法，即稀疏解卷积（Sparse deconvolution）方法，突破现有荧光显微系统的光学硬件限制，首次实现通用计算荧光超分辨率成像。结合自主研发的超分辨率结构光（SIM）系统，实现目前活细胞光学成像中最高空间分辨率（60nm）下，速度最快（564Hz）、成像时间最长（1小时以上）的超分辨成像。结合商业的转盘共聚焦结构光显微镜，实现四色、三维、长时间的活细胞超分辨成像。1、应用举例：DNA折纸标准样本验证为了在已知结构样本中验证分辨率的提升，研究者设计并合成了两个荧光标记位点的DNA折纸样本，每个位点用4~5个Cy5标记。当这些分子间距为60 nm、80 nm和100 nm时，它们在TIRF-SIM下几乎无法区分，但在经过稀疏解卷积重建后（Sparse-SIM，图1）可以很好地区分它们中间的距离。整体结果可以用单分子定位显微镜ROSE【3】交叉验证，与Sparse-SIM得到的DNA折纸的荧光对间距以及不同间距荧光对在玻片上的分布一致。图1：Sparse-SIM解析不同距离DNA折纸样本。（a）在相同视场下，用配对Cy5标记不同距离（60 nm, 80 nm, 100 nm, 120 nm）的DNA折纸样品，用TIRF（左）、TIRF-SIM（中）和Sparse-SIM（右）成像。（b）在TIRF、TIRF-SIM和Sparse-SIM下，黄色（60 nm）、蓝色（80 nm）(80 nm)、绿色（100 nm）和红色（120 nm）框包围的放大区域。比例尺：（a）2 μm；（b）100 nm。2、应用举例：Sparse-SIM超快活细胞成像揭示核孔结构和胰岛素囊泡早期融合孔道在活细胞成像中，稀疏结构光显微镜（Sparse-SIM）可以解析标记不同核孔蛋白（Nup35, Nup93, Nup98，或Nup107）的环状核孔结构，而它们在传统结构光显微镜（2D-SIM）下形状大小与100 nm荧光珠类似（图2c, 2d）。由于相机像素尺寸与孔径直径类似，测量的核孔拟合直径与Sparse-SIM的分辨率相当。校正后Nup35和Nup107孔的直径分别为~66 ± 3 nm和~97 ± 5 nm，而Nup98和Nup93直径大小处于这个范围中（图2e, 2f），结果与以前用其他超分辨成像方法在固定细胞中获得的直径相符【4】。有趣的是，12分钟超分辨成像可以显示活细胞中核孔形状变化，这可能反映了核膜上的单个核孔复合物动态重新定向到焦平面或远离焦平面（图2g），这是其他超分辨方法难以观察到的。图2：Sparse-SIM解析核孔蛋白动态过程。（c）用Sparse-SIM观察活COS-7细胞中以Nup98-GFP标记的动态环状核孔的典型例子，持续时间超过10分钟。上下区域分别显示2D-SIM和Sparse-SIM下的图像。（d）比较（c）中青色框中的核孔结构快照与100 nm荧光珠在不同重建方法（2D-SIM、20次RL解卷积后、50次RL解卷积后、Sparse-SIM）下的结果。（e）由于核孔的大小与Sparse-SIM的分辨率和像素大小相当，按照Supplementary Note 9.1的协议（详情请见文章），分别推导出Nup35-GFP（红色）、Nup98-GFP（黄色）、Nup93-GFP（绿色）和Nup107-GFP（青色）标记的核孔结构的实际直径。（f）Nup35（66 ± 3 nm, n=30）、Nup98（75 ± 6 nm, n=40）、Nup93（79 ± 4 nm, n = 40）、Nup107（97 ± 5nm ,n = 40）的平均直径环。左右两幅蒙太奇分别为传统Wiener重构或稀疏解卷积后的结果。（g）在6个时间点对 （c）中的品红色方框放大并显示。比例尺：（c）500 nm；（d, g, f）100 nm。通过滚动重建，Sparse-SIM的时间分辨率可达564 Hz，识别出来INS-1细胞中VAMP2-pHluorin标记的、更小的胰岛素囊泡融合孔道（如~61 nm孔径）。它们在囊泡融合的早期出现，孔径小（平均直径~87 nm），持续时间短（9.5 ms），不能被之前传统的TIRF-SIM所识别【2】。另一方面，鉴别出来的稳定融合孔在囊泡融合的后期出现，孔径大（平均直径~116 nm），持续时间长（47 ms），是之前看到的结构【2】。值得一提的是，虽然这里发现的囊泡早期融合孔状态很难被其他的超分辨率成像手段所直接验证，但是它们的发生频率与30多年前用快速冷冻蚀刻电子显微镜所观察到的“小的融合孔发生概率远低于大的融合孔”现象相吻合【6】。3、应用举例：稀疏解卷积是提升荧光显微镜分辨率的通用方法与当下热门的深度学习超分辨率显微重建不同，信号的空时连续性、高空间分辨率导致的荧光图像相对稀疏性这两个先验知识，是荧光显微成像的通用先验知识，不依赖于样本的形态以及特定的荧光显微镜种类。因此，稀疏解卷积是通用荧光显微计算超分辨率成像算法，可被广泛应用于提升其他荧光显微模态分辨率，观察不同种类细胞器的精细结构及动态（图3）。图3 | 稀疏解卷积广泛应用于提升不同显微成像模态空间分辨率，揭示各类细胞器精细结构动态。比如稀疏解卷积增强的商业超分辨转盘共焦结构光显微镜（SD-SIM）【7】，可以实现XY方向90纳米，Z方向250 纳米的空间分辨率，清晰记录分裂期7 μm深度内的全细胞内所有线粒体外膜网络（图4）。同样，若稀疏解卷积增强与商业SD-SIM结合，可以很容易实现活细胞上的三维、四色超分辨率成像。稀疏解卷积可以与膨胀显微镜（ExM）【8】结合，解析细胞膨胀后的复杂结构；也可以与宽场、点扫描的共聚焦、受激辐射损耗显微镜（STED）【9】以及微型化双光子显微镜（FHIRM-TPM 2.0）【10】结合，实现近两倍的空间分辨率提升。因此，稀疏解卷积的提出，将帮助使用各种各样荧光显微镜的生物医学研究者更好地分辨细胞中的精细动态结构。图4 | Sparse SD-SIM解析活细胞三维线粒体外膜网络。（k）活体COS-7细胞的线粒体外膜（Tom20-mCherry标记）的三维分布，颜色表征深度。（l）SD-SIM原始数据与Sparse SD-SIM的水平（左）和垂直（右）的白色框区域放大展示。比例尺：（k）5 μm；（l）1 μm。总之，通过稀疏解卷积算法（Sparse deconvolution）来实现计算荧光超分辨率成像，与目前基于特定物理原理或者特殊荧光探针的超分辨率方法都不相同。与超快结构光超分辨显微镜结合形成的Sparse-SIM是目前活细胞光学成像中，分辨率最高（60纳米）、速度最快（564帧/秒）、成像时间最长（1小时以上）的超分辨光学显微成像手段。它也可以与现有的多数商业荧光显微镜结合，有效提升它们的空间分辨率，看到更清楚的精细结构动态。

p 　　 strong 仪器信息网讯 /strong 2017年7月21日，国家重点研发计划“高强度高稳定空心阴极灯的研究”项目2017年度进展报告会在北京举办，科技部高科技中心领导、重大科学仪器设备开发专项总体专家组专家、项目咨询专家组专家、项目(课题)负责人和课题主要骨干及仪器信息网编辑近20人参加了本次会议。此次会议的目的是加强项目组织管理，促进项目各参加单位的沟通交流，协调研发工作进度，严格经费管理，尽早发现并解决项目进展中存在的问题，切实推动项目总体工作进展。 /p p style=" text-align: center " img title=" 01.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/3f902819-8d81-49cb-b119-24ee2674d004.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 会议现场 /strong /p p 　　本次会议由国标(北京)检验认证有限公司副总经理马通达主持，有研总院科技开发部副主任朱宝宏致欢迎词，科技部高技术中心赵亮进行了重大科学仪器设备开发重点专项项目过程管理及中期检查要求的宣讲。 /p p style=" text-align: center " img title=" 02.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/cac5df33-dc9a-493b-b5f7-3523e10a630e.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 国标(北京)检验认证有限公司副总经理 马通达 /strong strong br/ /strong /p p style=" text-align: center " img title=" 03.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/b080e8ea-ecc7-4b71-8bf0-4f4d832602d2.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 有研总院科技开发部副主任 朱宝宏 /strong /p p style=" text-align: center " img title=" 04.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/7544e463-46c9-4dfe-9b91-a846e8571c2d.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 科技部高技术中心 赵亮 /strong /p p 　　项目负责人李继东介绍了项目年度进展情况及下一步工作安排，包括项目基本情况、年度任务与考核指标、项目进展情况及问题、经费使用情况、下一步计划等多个方面。 /p p style=" text-align: center " img title=" 05.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/1b3460f2-8e49-4bbf-8e2b-0322c3cdb7bd.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 项目负责人 李继东 /strong /p p 　　国家重点研发计划“高强度高稳定空心阴极灯的研究”(2016YFF0100100)项目所属专项为重大科学仪器设备开发专项，总经费1300万元，其中中央财政专项经费500万元，项目执行期从2016年7月至2019年6月。据介绍，截至目前，各课题分别完成了技术设计方案和设备改造方案，根据方案进行试验研究，装置调试、测试，软件编制等，并完成了2016年度技术进展报告。此外，为了更好的实施想任务，达成目标，设计生产出高强度高稳定空心阴极灯，课题承担单位之间也进行了多次技术交流活动，及时反馈测试结果。 /p p 　　该项目设有4个任务(课题)：空心阴极灯制作工艺及阴极材料加工制备研究、空心阴极灯的产业化研究、原子荧光空心阴极灯检测装置的研发与应用、原子吸收空心阴极灯的性能测试技术研究和测试仪器开发，分别由北京有色金属研究总院，国标(北京)检验认证有限公司、北京吉天仪器有限公司、北京锐光仪器有限公司承担。会议过程中，4个课题负责人也分别介绍了各自负责课题的年度进展情况及下一步工作安排。 /p p style=" text-align: center " img title=" 06.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/15b0afbd-7f3f-4dba-942f-3efa77d9bc70.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 空心阴极灯生产线主任、课题1负责人 李中建 /strong /p p style=" text-align: center " img title=" 07.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/990ea6b2-9dc5-4ad5-8ecd-88d2cdaa697c.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 国标(北京)检验认证有限公司 /strong strong 、 /strong strong 课题2负责人 潘元海 /strong /p p style=" text-align: center " img title=" 08.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/cc0639a3-05cf-47c7-85e9-c0c8d9bfd83f.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 北京吉天仪器有限公司产品总监、课题3负责人 赵富荣 /strong /p p style=" text-align: center " img title=" 09.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/eb2b6b12-b575-495e-9b60-f6f1a22f50c4.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 北京锐光仪器有限公司总经理、课题4负责人 李毅 /strong /p p 　　据介绍，自2016年7月立项实施以来，各个课题已经取得了一系列的进展。课题1：完成了高强度高稳定性空心阴极灯结构设计方案、云母片与瓷件设计方案、管基装备工程设计等 课题2：在北京有色金属研究总院怀柔基地完成了高强度高稳定空心阴极灯厂房的选址与设计，初步拟定项目所需设备与装置的规划、预算及改造方案，经过调研与询价，确定了拟购置的重要设备等 课题3：对空心阴极灯的发光特性进行了研究，并形成研究报告。此外，还进行了需求分析，形成需求报告，并完成了初版样机加工及装调、样机试用及小批量试测等 课题4：完成了总体设计方案的制定，对单元模块功能、接口进行规划，明确了接口协议、要求，并进行了原理样机装配、走线、调试、测试等。 /p p 　　当然在介绍业绩的同时，各位负责人也介绍了项目进行过程中遇到的一些问题，如厂房建设速度不可控、生产设备需要设计定制，要求高、周期长、费用高等。下一步，各课题将按照计划，完善空心阴极灯的整体及产业化设计方案，并进行样机的进一步改进，进行指标测试，输出测试方案等，并针对前期遇到的问题给出针对性的解决方案，以保障项目研究工作按计划顺利进行和完成。 /p p 　　会议过程中，与会的领导专家肯定项目取得的阶段成果的同时，也就经费管理、技术细节以及各承担单位之间的合作等多方面的问题给出了切实可行的建议。 /p p style=" text-align: center " img width=" 500" height=" 333" title=" 10.jpg" style=" width: 500px height: 333px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/20851dfd-b46b-423f-a386-4538ef3ed1aa.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong 与会代表合影 /strong /p p & nbsp /p

近年来，柔性电子器件在人体健康检测与分析以及可穿戴设备等生物医学工程领域展现出广阔的应用前景。然而，在柔性电子器件的组装中，用于连接不同模块的商用导电胶易变形、断裂，使得接口不稳定性成为该领域内长期存在的难题，阻碍了整个器件的拉伸性和信号质量。 　　中国科学院深圳先进技术研究院、新加坡南洋理工大学、美国斯坦福大学的科学家另辟蹊径，绕开利用“商业胶水”组装柔性电子器件的思路，开发了基于双连续纳米分散网络的BIND界面(biphasic, nano-dispersed interface，BIND)。这种新型界面能够作为柔性电子器件通常所包含的柔性模块、刚性模块以及封装模块的通用接口，只需要按压10秒钟，便可以实现“乐高式”的高效稳定组装。2月15日，相关研究成果发表在《自然》(Nature)上。 　　人机接口是人与电子设备之间进行的数字虚拟世界和现实物理世界的信息交换，而柔性电子器件则是人机接口技术的关键核心和先导基础。柔性电子器件在生物医学工程领域的研究备受关注，大致可分为植入式和体表式两种，主要功能就是采集应力信号、温度信号、生理电信号、超声信号、生物化学信号等生理数据以监测人体健康状态。然而，商用导电胶的瓶颈却破坏了柔性电子器件的整体稳定性。无论单个模块的拉伸性多好，只要模块接口处的拉伸性很弱，那么整个器件的拉伸性就会受到制约。 　　联合团队发现，在特定的制备条件下，基于SEBS嵌段聚合物和黄金纳米颗粒的柔性界面即BIND界面，面对面贴合时有“魔术贴”式的电气与机械双重黏合特性，能够将不同功能的柔性传感器稳定地黏合在一起，从而实现柔性模块与柔性模块之间的高效连接。通过热蒸发金(Au)或银(Ag)纳米颗粒制备BIND界面，在自粘苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)热塑性弹性体内部形成互穿纳米结构，SEBS是广泛应用于可拉伸电子产品的软基板。SEBS基质表面附近的纳米颗粒形成了一个双相层(约90纳米深)，其中一些纳米颗粒完全浸入其中，而另一些纳米颗粒部分暴露在外。这种界面结构在表面产生了暴露的SEBS和Au，在基体内部产生了互穿的Au纳米颗粒，这为坚固的BIND连接提供了连续的机械和电气途径。总之，这种即插即用的接口可以简化和加速皮肤上和可植入的可拉伸设备的开发。实验表明，采用新型接口的柔性医疗器件可高精度、高保真、抗干扰地监测体内外不同器官，包括表皮、脑皮层、坐骨神经、腓骨肌肉、膀胱等，比起商用导电胶组装的系统信号质量有大幅提升。 　　采用BIND界面的柔性模块接口，其导电拉伸率可达180%，机械拉伸率可达600%，高于采用商用导电胶连接的普通接口(分别为45%、60%)；对于硬质模块接口，其导电拉伸率达200%，并能适用于聚酰亚胺(PI)、玻璃、金属等多种硬质材料；对于封装模块接口，BIND界面能提供0.24 N/mm的粘附力，是传统柔性封装的60倍。 　　该研究为智能柔性电子器件的模块化组装提供了可拉伸、稳定高效的通用接口，不仅简化了柔性医疗器件的使用，而且加速了多模态、多功能的柔性医疗器件的研发。通过该接口组装的智能柔性传感器件可用于多个医疗领域，例如植入式人机接口、体表健康监测、智能柔性传感、软体机器人等。 　　研究工作得到国家自然科学基金国家重大科研仪器研制项目、国家重点研发计划、神经工程研究中心、中科院人机智能协同系统重点实验室、中科院健康信息学重点实验室的支持。可拉伸混合设备的BIND连接研究团队开发的“魔术贴”式柔性组装方法与在肌电监测中的应用实例

近日，苏州博众仪器科技有限公司（下称：博众仪器）发布了“200kV超高稳定度直流高压电源”、“15A高稳定度恒流源”两款全新产品。作为电子显微镜的关键部件，这两款产品的研制成功,也标志着博众仪器在高端电子显微产品自主开发中进入了全新阶段。此外，两款产品的应用领域十分广阔，对促进国内带电粒子高端装备的发展具有重要意义。高压电源是现代电力电子技术的重要研究课题之一，被广泛应用于电子显微镜、离子注入机、电子束曝光机等静电装置中。在电子显微镜领域，高压电源为电子源发射的电子提供加速电压。超高稳定度的高压电源对于保证电子显微镜的高质量成像起着关键作用。高稳定度高压电源一般要求稳定度优于100ppm，博众仪器本次发布的超高稳定度高压电源实现了200kV高压、高稳定输出，其稳定度优于10ppm、纹波优于10ppm（如需更高性能指标还可特殊定制），相关性能已达到国内领先水平。高稳定度的恒流源是电子显微镜、粒子加速器、质谱仪等现代仪器中产生稳定磁场的核心电源系统之一。应用于透射电子显微镜的恒流源主要为磁透镜提供激励电流，高稳定度的恒流源同样对保证透射电子显微镜的高质量成像起着关键作用。博众仪器本次发布的高稳定度恒流源采用了特殊的闭环反馈控制技术，其稳定度优于10ppm、纹波优于10ppm，可输出±15A双极性高稳定度的直流电流，如需更高性能指标还可特殊定制。“200kV超高稳定度直流高压电源”和“15A高稳定度恒流源”是博众仪器技术发展战略布局中的重要一环，也是博众仪器全面实现电子束控制技术的关键一步。目前，该系列产品已作为成熟产品对外销售，并可提供定制化服务。本次产品发布，不仅体现了博众仪器产业技术的深厚积累，也是对国内高端仪器设备行业发展的有力推动。未来，博众仪器将不断提升技术，持续拓展市场，为科技进步和高质量发展增添动力。博众仪器成立于2020年3月，专注基于电子束技术的高端装备研、产、销，主营透射电子显微镜及其核心部件，如：肖特基电子源、超高稳定电源（包括高压电源及恒流电源）、高精度控温冷水机等产品，并提供电子枪、高压电源、磁透镜等整体解决方案。

长期以来，大规模可靠制备高性能有机电化学晶体管（organic electrochemical transistor，OECT）是领域内的瓶颈问题。相对于普通的薄膜晶体管，要实现高性能的 OECT，需要对器件进行严格封装和图案化，以尽量避免电解质和源漏电极的直接接触产生寄生电容，这直接导致了冗长的制备流程、高昂的制备成本等系列问题。另外，OECT 在稳定性和 N 型性能上亟需大幅提升，以契合产业化需求。近期，电子科技大学（以下简称“电子科大”）和美国西北大学等团队合作，设计了一种兼容低成本制备流程的新型垂直结构，实现了具有更小体积、更高跨导、更优循环特性的 OECT。具体来说，相对于传统平面结构，在相同面积下，实现了 N 型器件跨导 1000 余倍的提升（即实现相同跨导，器件面积可缩小 1000 余倍）；在低于 0.7V 的驱动电压下，实现了 5 万次以上的稳定循环。该研究解决了 OECT 在性能、集成度及稳定性方面的系列问题，为 OECT 的大规模可靠制备及应用拓展奠定了坚实的基础。审稿人对该论文评价道：“本文展示了基于 P 型和 N 型 OECT 垂直架构的有趣示例。结果是原始的、新颖的，同时 N 型和 P 型特性非常平衡且特别稳定。”图丨相关论文（来源：Nature）近日，相关论文以《用于互补电路的垂直有机电化学晶体管》（Vertical organic electrochemical transistors for complementary circuits）为题发表在 Nature 上[1]。电子科技大学自动化工程学院黄伟教授为该论文的共同一作兼通讯作者，程玉华教授、美国西北大学安东尼奥法切蒂（Antonio Facchetti）教授、托宾・J・马克斯（Tobin J. Marks）教授及郑丁研究助理教授为论文共同通讯作者。N 型 OECT 循环 5 万次仍无明显衰退此前，基于 N 型的 OECT 的循环稳定一般不会超过千次。该研究解决最重要的难题在于其性能异常稳定，特别是对于 N 型的 OECT，在低于 0.7V 的驱动电压条件下，垂直型 OECT 在循环 5 万次条件下仍无明显衰退。黄伟表示：“器件性能的数量级提升，对未来技术的产业转化奠定了良好的基础。”由于制备高性能的 OECT 程序比较繁复、制备时间长、制备成本也高，因此对相关设备的资金投入也会比较高。该工艺兼容了低成本溶液制备流程，不需要比较复杂的光刻工艺（包括干法和湿法刻蚀工艺），采用直接光照交联以及简单的金属掩模板蒸镀电极的方式，就可以实现比以前性能更优异的晶体管性能。特别是在单位面积的性能上，由于垂直堆叠结构的独特性，在占用同样面积的情况下，垂直结构的跨导对于 P 型 OECT 来说，比平面结构增加了十几倍；对于 N 型 OECT 来说，则有上千倍的增加。黄伟指出，量级的增加意味着如果想实现之前的 OECT 的性能，在体积上可以做得更小。因此，对于制备轻便且高度集成的传感器非常有优势。图丨新型垂直器件结构表征及其性能（来源：Nature）该研究源于黄伟在做有机电化学晶体管相关研究时，偶然发现的“反常现象”。有意思的是，当时该团队并不认为该种垂直堆叠结构的器件会工作，因此相关测试是作为原始参照组来进行的。一方面，对于有机电化学晶体管来说，需要离子完全渗入到半导体中，而垂直堆叠的结构中由于沟道完全被上电极覆盖，离子只能从边缘注入，这会导致离子传输路径受限，直观上掺杂难度极大。黄伟指出，一般来说，若电极直接设计在 OECT 的半导体上，其被离子掺杂后会导致明显的微观结构变化，因此必然对电极的接触造成损伤。前人做出的垂直结构在损失部分有效沟道的前提下，采用较为复杂的光刻手段将上电极固定。图丨新型垂直结构构建的垂直电路及其输出特性（来源：Nature）该研究由电子科大、美国西北大学、云南大学、浙江大学等多个团队共同完成，其中美国西北大学研究的重点方向是化学和材料，电子科大团队则偏重器件和测试方面。黄伟表示，器件结构设计得益于新材料的合成，其特点在于它能够同时导电子（空穴）及离子，也就是说，它的工作原理类似神经突触，电学信号转化为化学信号，然后再转为电学信号的器件。在课题组成员研究初期“不相信”的问题上，审稿人也提出了同样的疑问：这样的结构得到这么好的性能，真的是因为离子完全注入了沟道吗？为了回答离子注入的问题，该团队花了很多精力不断地设计对比实验，用新材料、新结构最终证明了该现象的正确性及普适性。有望应用于柔性电子、仿生传感、脑机接口等领域由于 OECT 具备良好的生物兼容性，因此有望应用于柔性电子、仿生传感、生物化学及电信号（包括脑机接口等）方向。一方面，它的工作原理类似神经突触，能模拟神经突触的传感功能，例如像人类皮肤那样能感受到温度、压力、湿度，以及探测到心电、脑电等人体信号等。该器件由于集成度高，相对于原来的平面结构，可在达到同样的性能的前提下缩小千倍，有利于在探测高精度的脑部活动或神经活动时避免/减小对组织的损伤。另一方面，由于它可以做得轻便、柔软，还可以拓展到仿生机器人对外界环境的传感，以及对生命健康的探测。黄伟认为，该技术可能最先应用在柔性仿生传感领域。此外，由于该器件和神经突触类似，其也有望应用于人工智能硬件。“它可以通过器件与器件之间相连，形成神经网络。这里的神经网络是基于模拟生物或生物的神经网络形成的网络硬件。”黄伟说道。下一步，该团队计划将器件的性能、稳定性进一步提升。目前阶段，课题组成员还没有系统地探讨它的柔性及可拉伸特性，他们希望未来能尽量往皮肤或器官上贴合。此外，他们将会把该新型器件与后端系统进行集成，形成小型、快速、准确的传感特色，进而实现低功耗柔性可拉伸的便携传感系统。从光学工程到自动化工程，致力于将研究成果进一步集成黄伟从南开大学物理学院本科毕业后，在电子科大光电科学与工程学院完成了博士阶段的学习（师从于军胜教授），期间前往美国西北大学联培，研究方向偏材料及器件。随后，黄伟在西北大学材料科学与工程中心进行了博后训练，并担任研究助理教授。随着研究的深入，他希望能够将研究成果进一步推广应用，形成传感设备、测试系统，以期实现研究成果的落地。因此，在西北大学进行博后研究和担任研究助理教授后，2021 年，他选择回到母校电子科大任教，加入自动化工程学院测试技术与仪器研究所。此前，黄伟与团队解决了柔性可拉伸性与传感信号输出稳定性同步提升的难题[2,3]。他们通过将先进柔性可拉伸场效应管制备技术与原位“传感与放大一体化”集成方法的融合，进一步结合复合互补电路与应力释放制备工艺，实现了在复杂应力条件下，针对关键生理参数的稳定传感信号输出。该课题组的主要研究方向集中在柔性仿生传感技术、有机电化学晶体管以及柔性可拉伸电子器件。一方面，在基础的元器件开发上，他们期望通过引入更多性能好的传感元器件，推进功耗、灵敏度方面的进展。另一方面，基于现有的元器件进一步地集成和驱动，朝着疾病诊断、健康管理等应用方向发展。在黄伟看来，做科研的关键品质之一是长期保持好奇心。因此，即便实验失败了，也好奇失败的具体原因。“科研工作者追求的并不是表面的结果，而是从现象背后的原理到应用都高保真的全过程。对科学问题的探索，我们要像挖金矿那样直到‘挖不动’为止。”他说。面对研究中失败的结果，黄伟也有一套自己的科学价值观。他表示，爱迪生在发明电灯泡时用了六千多种材料，尝试了七千多次才获得最后的成功。因此，即便有 1% 的希望，也要坚持和勇于尝试。此外，他还指出，由于个人的思想和经验非常局限，因此通过学科交叉定期地进行“头脑风暴”，可以从不同的视角提出新的创意，这也是目前工科发展的一大特色。参考资料：1.Huang, W., Chen, J., Yao, Y. et al. Vertical organic electrochemical transistors for complementary circuits. Nature 613, 496–502 (2023). 2.Chen, J., Huang, W., Zheng, D. et al. Highly stretchable organic electrochemical transistors with strain-resistant performance.Nature Materials 21, 564–571 (2022). 3.Yao,Y.,Huang,W.et,al.PNAS,118,44,e2111790118(2021).

组织透明化和光片显微镜诞生的必要性生物组织的三维特性使得生命科学的研究都需基于3D空间信息而进行分析，如脑部神经投射、血管分布以及肿瘤微环境等。传统组织学检测包括对冰冻或者石蜡包埋的组织样本进行切片，从而产生微米级别的切片，研究者可以对该切片进行免疫组化染色从而获得细胞层面信息。生物学家早就认识到组织薄切片比厚组织观察起来更加容易，显微切片机将组织切割成微米厚度的二维切片，通过二维切片我们可以获得单细胞层面的信息(Richardson & Lichtman, 2015)。但是三维组织结构可以让人们全面理解器官在正常功能和病理状态下的关键信息，例如神经系统就迫切需要进行三维结构的成像，因为大多数单个神经元向许多方向延伸，它们的真实性质和功能无法通过二维切片来确定；此外，发育生物学需要在三维结构上才能更好的认识器官甚至整个动物的形态发生(Chung et al., 2013)。因此获取完整生物组织在单细胞分辨率尺度上的三维结构一直是生命科学领域的重要目标之一。怎样才能获得组织的三维层面信息？一种方法是通过将一系列连续的切片输入电脑进行三维结构重建，但是这种方法在技术上具有挑战性，因为组织在此过程会被撕裂、折叠、压缩或拉伸从而导致组织某个部分的损失或变形，由于剖面不完整，最终的体积重建可能无法还原最原始的三维结构(Oh et al., 2014)。还有一种方法是使用光学切片技术进行整体成像，比如激光共聚焦、双光子显微镜和转盘显微镜等成像显微镜的使用，这些成像显微镜可以对小组织进行三维结构成像，但是这些现代的显微技术没办法解决组织太厚带来的严重速度滞后问题，以及强激光造成的光漂白、光毒性等问题。光学成像与细胞荧光标记相结合，因其具有良好的空间分辨率和高信噪比，是收集器官或组织单细胞分辨率信息的实用方法之一。然而，组织不透明是全组织和全器官光学成像的主要障碍之一，因此要进行光学成像就要进行组织透明化。那么是什么原因导致组织不够透明？在组织中，生物物质如水、脂类、蛋白质和矿物质通常以不均匀的混合物存在，它们的不均匀分布导致光发生强烈的横向散射，此外，生物物质有时会在细胞内外形成不均匀的结构，包括脂质颗粒和细胞器（如线粒体）、大的蛋白质簇（如胶原纤维）、甚至全细胞体积（如红细胞），当光被分子、膜、细胞器和组织中的细胞反射时，本来应该以直线传播的光线会发生多次偏移，因此光不能直接穿过组织从而形成光的散射(Tuchin, 2015 Wen, Tuchin, Luo, & Zhu, 2009)。组织不透明的另一个原因是光的吸收，血红蛋白、肌红蛋白和黑色素是生物组织中吸收可见光的主要分子，血红蛋白存在于所有脊椎动物（除了鳄鱼、冰鱼）和许多无脊椎动物中，样品内的光吸收可以限制激发光进入组织和荧光发射返回到探测器(Richardson & Lichtman, 2015)。正是由于光的散射和光的吸收，导致光的分布加宽、光的强度衰减，特别是在组织的深层区域，最终导致组织不透明，无法进行全组织三维结构光学成像。因此，组织透明化的目的主要是减少光的散射和吸收，以获得更好的光学成像效果（图1）(Gracie Vargas, 2001)。图1 实现组织透明化的关键步骤 (Susaki & Ueda, 2016)当光穿过组织时，由于脂质、色素的存在，导致光发生散射和吸收，从而组织不透明；组织透明化最主要的目的是通过脱脂、脱色等步骤从而减少光的吸收和光的散射。三种组织透明化方法类型：有机溶剂型、水溶剂型、水凝胶型经科学家的不断研究和突破，多种组织透明化方法相继被提出和优化。组织透明步骤包括：①样本固定；②样本透化（依据组织特性选择脱脂、脱钙、脱色、脱水或水化）；③折射率匹配。有机溶剂型透明化方法还涉及到组织脱水过程，根据组织成像需要还要涉及到样本免疫标记(图2)(Almagro, Messal, Zaw Thin, van Rheenen, & Behrens, 2021)；为了避免组织发生形变以及检测目标丢失，在透明化之前必须进行样本固定，但是固定程度需要控制，如果固定太弱，组织会软榻，如果固定过头，会阻碍免疫标记；一般使用多聚甲醛（PFA）、戊二醛（GA）进行组织固定，PFA可以均匀的固定大于500微米直径的样品，GA比PFA固定效果好，但是速度慢（分子较大，扩散速度慢），SWITCH方法通过改变pH提高GA效率，GA一般适合固定脆弱以及蛋白表达较弱的组织；在组织切片中我们通过抗原修复减少醛固定时造成的抗原表位封闭（二硫键），在水性透明化方法SHIELD采用聚甘油-3-聚缩水甘油醚（P3PE）既能固定组织又能保存蛋白质；透化过程中用到的试剂主要有三种类型：①有机溶剂；②高水化试剂；③脱脂试剂；随后用高折射率的物质替换组织液体进行折射率匹配，实现组织透明。(Park et al., 2018)。图2 组织透明化基本流程(Almagro et al., 2021)(a) 不同来源样本获取。(b) 用不同方式（去垢剂、醇类化学试剂、电泳）增加组织通透性。(c) 组织标记（抗体、染料、凝集素）以及透明化（有机溶剂型透明化方法、水溶剂型透明化方法）。(d) 组织成像（三维数据、定量分析）。依据各透明化方法中使用的溶剂及其作用原理将现有的组织透明化方法主要分为三类：有机溶剂型、水溶剂型、水凝胶型（图3）(Matryba et al., 2020 Ueda et al., 2020b)。基于有机溶剂的组织透明化方法通过使用高折射率（RI）的有机溶剂将不同成分的RI均质，从而获得极好的组织透明度。BABB组织透明化方法可以完全透明胚胎和幼鼠大脑(Dodt et al., 2007)，但该方法中乙醇脱水作用会导致内源性GFP信号淬灭，无法透明有髓组织。通过引入四氢呋喃（THF）和二苄醚（DBE）, 3DISCO能够实现大多数成年啮齿动物器官的良好透明度，并将FPs保存几天，虽然DBE能有效保护内源荧光信号，但是DBE降解产物如过氧化氢、醛类物质会对荧光蛋白产生有害干扰(Erturk et al., 2012)。与3DISCO相比，uDISCO能够实现全身透明化和成像，并在数月内保持内源性FPs(Pan et al., 2016)。a-uDISCO是uDISCO的改良版本，通过调节pH条件提高荧光强度和稳定性(Li, Xu, Wan, Yu, & Zhu, 2018)。然而，uDISCO和a-uDISCO都不能有效的透明化高度着色的器官和硬组织。为了解决这些限制，赵瑚团队开发了聚乙二醇(PEG)相关溶剂系统(PEGASOS)，该系统可以透明所有类型的组织，同时保留内源性荧光(Jing et al., 2018)。朱丹教授团队通过温度和pH值调节开发了一种基于3DISCO，称为FDISCO，FDISCO有效的保存了FPs和化学荧光示踪剂，并允许在几个月内重复拍摄样品(Qi et al., 2019)。最近开发的sDISCO通过添加抗氧化剂稳定DBE，进一步保留了荧光信号。蛋白质也可以通过免疫标记来观察。由Renier等人开发的iDISCO可以对小鼠胚胎和成年器官进行全贴装免疫标记和体积成像(Renier et al., 2014)。vDISCO是一种基于纳米体的全身免疫标记技术。该技术将FPs的信号强度增强了100倍以上，并揭示了Thy1-GFP-M小鼠的全身神经元投射(Cai et al., 2019)。虽然有机溶剂方法表现出出色的透明性能，并实现了亚细胞分辨率的全身成像，但也存在一些不足，例如样品的大幅收缩、大多数有机溶剂的毒性和荧光蛋白的猝灭。由于油性透明化方法存在诸多缺点，水性透明化方法诞生，水性与油性透明化方法最大区别在于水性试剂具有强亲水性，更有利于荧光信号的保存，适用于自带荧光的组织样本进行透明化。水性透明化试剂主要包括：单纯浸泡透明化和高水化脱脂透明。ClearT是基于甲酰胺的浸泡型透明化方法，速度快，但是会导致组织膨胀且荧光信号会淬灭。PEG可以稳定蛋白质构象，继而发展了可保留荧光蛋白的ClearT2透明化技术，但该方法透明度比ClearT低。SeeDB技术以果糖和硫代甘油为主要成分，可以在几天内将组织透明化，但果糖粘度过高导致组织内渗透性低，在此基础上衍生出FRUIT透明化方法，尿素的使用降低了果糖粘度，提高试剂流动性和渗透性。浸泡型透明化方法不能去除脂质，因此样本透明度有限。SDS、Triton X-100可以有效去除脂质，水化法通过在透明化过程中去除脂质，利用水化作用降低样本折射率进而实现组织透明化。Scale技术利用尿素水化作用进行透明化，可保留荧光信号，但该方法操作时间较长，易导致组织破碎。CUBIC在Scale基础上添加了胺基醇，可以去除血红素使组织脱色,也可以保留荧光信号(Tian, Yang, & Li, 2021)。水凝胶解决了高浓度去垢剂导致样本形变的问题，水凝胶与样本中蛋白质和核酸分子形成共价连接便可以固定和保护细胞结构。水凝胶型组织透明化方法是一种基于水凝胶的组织透明化方法，利用丙烯酰胺凝胶将生物分子固定在它本来的位置，用水凝胶来替换组织中的脂类，让溶液中的单体进入组织，然后对其稍微加热，上述单体开始凝聚为长分子链，在组织中形成高分子网络，这一网络能够固定组织的所有结构，但不会结合脂类，随后快速将脂类抽出，便获得了完整透明的立体组织，如脑组织中的神经元、轴突、树突、突触、蛋白、核酸等都完好的维持在原位。这种独特的组织脱脂方法能够最小化结构破坏和生物分子损失。该方法的脱脂方式主要有两种：电泳和简单被动脱脂，均能有效去除脂质，从而大大提高了水凝胶组织的光学透明度和大分子通透性(Chung et al., 2013 Treweek et al., 2015)。CLARITY透明化方法利用凝胶包埋样本，并利用电场力去除脂质使样本快速透明；SHIELD通过环氧化物P3PE固定组织实现蛋白的保护，之后使用SDS进行被动或主动脱脂。水性透明化方法虽然可以部分解决荧光蛋白易淬灭的问题，但是也存在透明时间长，透明能力低的缺点，一般适用于小样本组织透明化。水凝胶透明化方法操作过程复杂，且需要一定的设备。图3 组织透明化方法的主要类型 (Ueda et al., 2020b)(A) 有机溶剂型透明化方法通过使用有机溶剂依次将组织进行脱水、脱脂、折射率匹配，在短时间内可使组织完全透明。然而，有机溶剂会快速漂白荧光蛋白的信号并且使组织皱缩。(B) 水溶剂型透明化方法以水溶性试剂对组织依次进行脱色、脱脂、折射率匹配，从而使组织完全透明。该方法具有更高的生物安全性和兼容性。(C) 水凝胶型透明化方法通过凝胶将生物分子固定在原来的位置，随后对组织进行脱色、脱脂、折射率匹配操作，从而使组织透明。基于水凝胶的方法可以保留足够的RNA用于分析，如荧光原位杂交；由于水凝胶网会固定组织，因此会使组织体积扩大几倍。组织透明化方法的选择（对于不同检测目标、不同组织、含有特定化学成分的组织选择的组织透明化方法以及试剂不同）组织透明化从2014年兴起以来，前期主要在神经科学领域广泛应用，随着透明化方法的不断改进，目前在发育生物学、免疫学、肿瘤学研究中也被广泛应用。检测目标不同，透明化方法中的试剂选择不同，水凝胶适用于不稳定分子如RNA的保存，CLARITY方法中用到的化学试剂单丙烯酰胺或双丙烯酰胺对细胞内部结构进行很好的固定，使得在后期脱脂等处理后组织内部结构依然保持；常用的样本固定试剂是甲醇，在使用过程中可以较好的固定蛋白质（表1）(Almagro et al., 2021)。表1 不同试剂适用于不同检测目标(Almagro et al., 2021)水性试剂蔗糖和尿素对内源性荧光试剂、脂类试剂比较友好；而有机溶剂苄醇-苯甲酸苄酯(BABB)会造成脂质洗脱和蛋白质荧光基团淬灭，所以不能用于脂肪组织的检测；聚乙二醇(PEG)是有机溶剂型透明化方法PEGASOS中用到的试剂，可以有效保护内源性荧光；此外在有机溶剂型透明化方法中可以通过调节pH、温度达到保护荧光的效果，如FDISCO在四氢呋喃(THF)中，维持碱性pH和低温下，EGFP荧光信号可以维持数月（表2）。此外，免疫标记中使用的小分子染料（如细胞核染料DAPI、碘化丙啶、RedDot和SYTO）、凝集素、抗体对目标进行标记，其中抗体被动扩散速度非常慢，免疫染色可以通过优化抗体浓度、温度、孵育时间等提高染色效率；我们也可以通过减小样品体积、用小分子荧光染料代替抗体增强染色效果。也可以通过改变荧光标记的亲和属性如SWITICH方法，让它们在组织中自由扩散再进行结合；通过电泳的方式也可以提高染色效率(Almagro et al., 2021)。 表2不同试剂对于荧光信号的保留(Almagro et al., 2021)此外，某些组织中含有较难去除的成分如色素、脂肪，其中血红素是组织中较难去除的色素，仅仅通过灌注PBS不足以去除肾脏、心脏、肌肉、肝脏中的血红素，可以选择含有漂白剂成分的试剂进行脱色如双氧水，并且能去除自发荧光，但是过氧化物处理会损伤目标荧光蛋白，所以荧光标记一般在漂白之后进行；前列腺和乳腺富含脂肪，会阻碍抗体进入、光线穿透，可以选择含有去垢剂成分的组合如TritonX-100、SDS、CHAPS等进行脱脂，去污剂可以破坏脂质双层使组织形成可以运输出组织的胶束，SHANEL方法中的CHAPS能生成较小的胶束，能更快的从组织中析出，具有有效的去脂效果。当组织较大时，被动去脂速度就比较慢，这时可以通过电泳的方式加快进程；电泳组织透明设备（ETC）和随机电子迁移（使用旋转电场或在单向电场内旋转样品）可以加速去脂。其它类型组织如硬组织骨骼，其中含有的钙化矿物质阻碍光的穿透，50%-70%的骨骼由遍布蛋白基质的钙化羟基磷灰石（HAP）晶体组成，这时可以选择含有钙螯合剂组合的方法如乙二胺四乙酸（EDTA）中性缓冲液，进行脱钙处理（表3）(Almagro et al., 2021)。表3不同试剂对于细胞组分去除(Almagro et al.,2021)组织透明化方法的应用范围不同组织在透明化方法的选择上都有所不同，根据组织成分、检测目标、组织类型选择不同的透明化方法，下表是不同透明化方法在不同健康以及肿瘤组织上的应用实例，对于组织在选择方法的时候可以借鉴这些实例，从而更好的避开长时间的摸索（表4）。表4 不同透明化方法应用到不同肿瘤组织举例(Almagro et al., 2021)此外，利用组织透明化方法可以实现人类器官三维成像（图4）(Ueda et al., 2020a)。图4 人类胚胎组织以及器官透明化三维结构图(Ueda et al., 2020a)(a) 胚胎周围神经三维图像。(b) 泌尿系统中的肾脏和Wolffian管。(c) 胚胎背部、手臂、头部肌肉。(d)手部脉管系统。(e)手部三种感觉神经。(f)肺上皮小管。参考文献Almagro, J., Messal, H. A., Zaw Thin, M., van Rheenen, J., & Behrens, A. (2021). Tissue clearing to examine tumour complexity in three dimensions. Nat Rev Cancer, 21(11), 718-730. doi:10.1038/s41568-021-00382-wCai, R., Pan, C., Ghasemigharagoz, A., Todorov, M. I., Forstera, B., Zhao, S., . . . Erturk, A. (2019). Panoptic imaging of transparent mice reveals whole-body neuronal projections and skull-meninges connections. Nat Neurosci, 22(2), 317-327. doi:10.1038/s41593-018-0301-3Chung, K., Wallace, J., Kim, S. Y., Kalyanasundaram, S., Andalman, A. S., Davidson, T. J., . . . Deisseroth, K. (2013). Structural and molecular interrogation of intact biological systems. Nature, 497(7449), 332-+.Dodt, H. U., Leischner, U., Schierloh, A., Jahrling, N., Mauch, C. P., Deininger, K., . . . Becker, K. (2007). Ultramicroscopy: three-dimensional visualization of neuronal networks in the whole mouse brain. Nat Methods, 4(4), 331-336. doi:10.1038/nmeth1036Erturk, A., Becker, K., Jahrling, N., Mauch, C. P., Hojer, C. D., Egen, J. G., . . . Dodt, H. U. (2012). Three-dimensional imaging of solvent-cleared organs using 3DISCO. Nat Protoc, 7(11), 1983-1995. doi:10.1038/nprot.2012.119Gracie Vargas, M., Kin F. Chan, PhD, Sharon L. Thomsen, MD, and A.J. Welch, PhD. (2001). Use of Osmotically Active Agents to Alter Optical Properties of Tissue: Effects on the Detected Fluorescence Signal Measured Through Skin.Jing, D., Zhang, S., Luo, W., Gao, X., Men, Y., Ma, C., . . . Zhao, H. (2018). Tissue clearing of both hard and soft tissue organs with the PEGASOS method. Cell Res, 28(8), 803-818. doi:10.1038/s41422-018-0049-zLi, Y., Xu, J., Wan, P., Yu, T., & Zhu, D. (2018). Optimization of GFP Fluorescence Preservation by a Modified uDISCO Clearing Protocol. Front Neuroanat, 12, 67. doi:10.3389/fnana.2018.00067Matryba, P., Sosnowska, A., Wolny, A., Bozycki, L., Greig, A., Grzybowski, J., . . . Golab, J. (2020). Systematic Evaluation of Chemically Distinct Tissue Optical Clearing Techniques in Murine Lymph Nodes. J Immunol, 204(5), 1395-1407. doi:10.4049/jimmunol.1900847Oh, S. W., Harris, J. A., Ng, L., Winslow, B., Cain, N., Mihalas, S., . . . Gerfen, C. R. (2014). A mesoscale connectome of the mouse brain. Nature, 508(7495), 207-+.Pan, C., Cai, R., Quacquarelli, F. P., Ghasemigharagoz, A., Lourbopoulos, A., Matryba, P., . . . Erturk, A. (2016). Shrinkage-mediated imaging of entire organs and organisms using uDISCO. Nat Methods, 13(10), 859-867. doi:10.1038/nmeth.3964Park, Y. G., Sohn, C. H., Chen, R., McCue, M., Yun, D. H., Drummond, G. T., . . . Chung, K. (2018). Protection of tissue physicochemical properties using polyfunctional crosslinkers. Nat Biotechnol. doi:10.1038/nbt.4281Qi, Y., Yu, T., Xu, J., Wan, P., Ma, Y., Zhu, J., . . . Zhu, D. (2019). FDISCO: Advanced solvent-based clearing method for imaging whole organs. Sci Adv, 5(1), eaau8355. doi:10.1126/sciadv.aau8355Renier, N., Wu, Z., Simon, D. J., Yang, J., Ariel, P., & Tessier-Lavigne, M. (2014). iDISCO: a simple, rapid method to immunolabel large tissue samples for volume imaging. Cell, 159(4), 896-910. doi:10.1016/j.cell.2014.10.010Richardson, D. S., & Lichtman, J. W. (2015). Clarifying Tissue Clearing. Cell, 162(2), 246-257. doi:10.1016/j.cell.2015.06.067Susaki, E. A., & Ueda, H. R. (2016). Whole-body and Whole-Organ Clearing and Imaging Techniques with Single-Cell Resolution: Toward Organism-Level Systems Biology in Mammals. Cell Chem Biol, 23(1), 137-157. doi:1

仪器信息网讯：9月26日上午九点，作为“2016重大科学仪器设备开发专项”中“核心关键部件开发与应用”任务方向的子项目之一“高强度高稳定空心阴极灯的研究”项目启动会在北京远望楼宾馆第七会议室召开。 本次会议的参会人员有科技部高技术研究发展中心刘进长研究员，北京有色金属研究总院科技开发部副主任朱宝宏教授，项目专家组以及北京有色金属研究总院等项目承担单位的项目组关键人员等。启动会由北京有色金属研究总院分析测试技术研究所副所长刘英教授主持。会议现场（一） 朱宝宏教授和刘进长研究员首先分别代表项目主要承担单位和项目上级管理单位致辞。从有关领导的讲话中，笔者了解到此次“重大科学仪器设备专项”的实施方案具有如下三个特点：一、坚持企业牵头，鼓励企业结合国家和自身发展需要，联合科研院所和高等学校的优势力量参与项目研发工作，构建“仪器原理验证—关键技术研发—系统集成—应用示范—产业化”的链条；二、重视非技术因素对成果产业化的影响，组织专家对企业工程化和产业化措施和方案、企业的资质和能力，以及知识产权和利益分配等进行评审把关；三、结合科学仪器开发的特点，强化利益共享、风险分担机制，对企业牵头的项目，实施专项经费后端资助政策。 随后，项目负责人李继东教授向参会人员详细汇报了项目基本情况及启动准备情况。据李教授介绍，作为本项目的牵头单位——北京有色金属研究总院具有空心阴极灯光源研究生产的悠久历史，50余年来致力于原子吸收分析技术仪器和方法的研究，尤其空心阴极灯的研究，开发，生产和应用，已形成有一定实力的科研-生产-应用联合体。李继东教授在讲话中特别指出，北京有色金属研究总院曾经承担过多项国家项目，取得国内专利 14 项，国外专利2项，建立技术标准1项，拥有完整的生产线，可以生产元素周期表中大多数元素各种型号的空心阴极灯，年生产能力达数万只，占有国内90%以上高端市场份额。李教授表示，本次“重大科学仪器设备开发”重点专项将为空心阴极灯的研究和产业化提供新的契机。项目组将在以往技术积累的基础上，从优化空心阴极灯结构设计、研究新型阴极材料、改善生产工艺等方向着手，找到影响关键指标的因素及改善方法；开展工程化和产业化开发，形成工程化和产业化能力。项目组预期项目完成时，指标将达到或部分超过指南要求，获得高强度、高稳定空心阴极灯光源，为原子吸收和原子荧光光谱仪等仪器提供可靠的核心部件。 在谈到本项目在研究过程中将体现哪些优势时，李教授表示，首先本研究将充分利用北京有色金属研究总院人员、设备和技术等方面的优势，根据金属材料的不同特性研究采用相应方法进行阴极材料制备，这也是空心阴极灯的关键技术。其次，本研究将发挥北京有色金属研究总院在无机材料成分和组织结构分析方面的优势，对空心阴极灯阴极材料进行原子尺度的微结构分析，从研究材料微观组织结构和化学成分的方向入手分析阴极材料变化导致空心阴极灯寿命终结的原因，以及对发光稳定性、噪音的影响。 会议现场（二） 在会议的专家指导及交流环节，专家们表示，鉴于北京有色金属研究总院在空心阴极灯的研制方面历史悠久、基础雄厚、且目前的市场占有率高，拿下这个项目应当说是实至名归。同时，大家对于空心阴极灯的未来市场也持较为乐观的态度（据了解，目前国内空心阴极灯市场大概是9万只/年，而且绝大多数是国产产品）。以空心阴极灯的主要应用仪器之一原子吸收光谱仪为例，由于原子吸收光谱仪的一些独特优势，譬如所需耗材较之ICP仪器容易获得（这一点对于偏远地区尤为有利）；对操作人员的要求低，特别适合于企业使用等。因此在可预见的未来，原子吸收光谱仪将会继续发展，而不会为其他仪器所取代。很自然，作为原子吸收光谱仪的重要部件之一——对于空心阴极灯的需求未来也将会继续增长。而开发出寿命更长，发光同心度更优的空心阴极灯反过来也会进一步促进原子吸收光谱仪的应用普及。

2010年10月26日，由国家地质实验测试中心承担的 “十一五”国家科技支撑计划重大项目《科学仪器设备研制与开发》中的“高稳定度光源的研制与开发”（课题编号：2006BAK03A01）课题，通过了由国家质量监督检验检疫总局科技司组织的专家验收。 　　该课题组织了产、学、研一体的研发队伍，参加单位有：北京地质仪器厂、中国地质大学（武汉）、北京有色金属研究总院、涿州迅利达科技创新公司、复旦大学、中国广州分析测试中心、长春新产业光电技术公司、北京吉天仪器有限公司、上海光谱仪器有限公司等九个单位。课题组经过三年努力，采用新技术、新材料、新工艺完成了分析仪器用光源——全固态ICP光源、光谱仪器用高性能元素灯、光谱仪器用长寿命氘灯、光谱仪器用短弧氙灯、光谱仪器激光光源、低温等离子体原子化器、高性能石墨炉原子化器七类产品的研发。 　　课题在国内率先研发完成的具有自主知识产权的40.68MHz和27.12 MHz两种全固态ICP光源，稳定地实现了正常的ICP功率输出，为我国高端电感耦合等离子体光/质谱仪的研发和维护打下了坚实的基础。 　　完成的光谱仪器用短弧氙灯和长寿命氘灯以及高性能元素灯，解决了主要部件规格化以及能量提高和稳定性问题，其中绝大部分关键设备具有自主知识产权，产品质量和使用寿命达到国外同类产品先进水平。研发的光谱仪器激光光源，采用具有自主知识产权的激光器谐振腔偏心调整机械技术和半导体激光泵浦全固态低噪声内腔倍频激光谐振腔技术，通过模块化设计、封装和系统集成，提高了产品稳定性和生产效率，成功研制了266nm、355nm、532nm全固态激光器和405nm、445nm、635nm三种半导体激光器系统。 　　课题组首先在国内成功研制了两类高效原子化器，其中研制的低温等离子体原子化器，采用基于介质阻挡放电的技术，具有原创性，操作温度接近室温，功耗50W，同时解决了批量生产中的工艺技术问题，为实现原子荧光仪器小型化、便携化打下了基础；研制的另一类高性能石墨炉原子化器，在国内首创了具有低电压、大电流直流开关型石墨炉电源系统，其重量轻、体积小，可同时适用于高阻与低阻石墨管，该电源能自动补偿和校正石墨管电阻变化，延长了石墨管使用寿命，保证了瞬变电流的快速响应和运行可靠性，产品已应用在相关高端原子吸收仪产品中。上述研发成果都进行了产业化建设，新建和扩建了相应的生产线，形成了批量生产能力。 　　课题申报了国内专利25项，其中实用新型专利19项（已授权11项），发明专利6项（已授权1项），软件著作权1项。完成论文6篇（其中2篇被SCI收录）。

Skyscan 1273是Bruker最新的基于微型计算机断层扫描（Micro-CT）技术的台式3D X射线显微成像系统。最大可容纳长度不超过500 mm、直径不超过300 mm、最大重量为20 kg的样品，这是台式显微成像设备进行无损检测（NDT）的新标准。一流的硬件让Skyscan 1273成为强有力的工具。高能量的X射线源和具有最高灵敏度和速度的大幅面平板探测器的结合，在短短几秒钟内就能提供出色的高质量图像。 全面的软件，直接进行数据收集，先进的图像分析，强大的可视化使Skyscan 1273成为一个简单易用的3D X射线显微成像系统。 Skyscan 1273台式3D X射线显微成像系统占地面积小，简单易操作，几乎无需维护。因此，Skyscan 1273运行稳定，性价比极高。 特点 40-130kV低成本免维护X射线源 8位滤光片转换器自动进行能量选择 GPU加速性能可提高3D重构速度 大尺寸图像的自动拼接偏移扫描 利用螺旋扫描和精准重构可获得最佳的平面结构图像质量 借助HART Plus，对大宽高比物体在保持图像质量的情况下，扫描速度可提高4倍参数• X射线源：40-130kV，39W，• X射线探测器：600万像素平板探测器（3072×1944像素）• 标称分辨率（最大放大率下样品的像素）：图像分辨率＜3um；空间分辨率＜5um，• 重建容积图（单次扫描）：最高4800×4800像素 • 样品尺寸：最大值：直径250mm，长500mm，重量20kg• 扫描空间：最大值：直径250mm，长300mm• 辐射安全：在仪器表面的任何一点上＜1 uSv/h• 外形尺寸：1250（宽）×815（深）×820（高）毫米• 重量：400千克，不含包装• 电源：100-240V / 50-60Hz / 3A创新点：Skyscan 1273是Bruker最新的基于微型计算机断层扫描（Micro-CT）技术的台式3D X射线显微成像系统。最大可容纳长度不超过500 mm、直径不超过300 mm、最大重量为20 kg的样品，这是台式显微成像设备进行无损检测（NDT）的新标准。一流的硬件让Skyscan 1273成为强有力的工具。高能量的X射线源和具有最高灵敏度和速度的大幅面平板探测器的结合，在短短几秒钟内就能提供出色的高质量图像。 全面的软件，直接进行数据收集，先进的图像分析，强大的可视化使Skyscan 1273成为一个简单易用的3D X射线显微成像系统。 Skyscan 1273台式3D X射线显微成像系统占地面积小，简单易操作，几乎无需维护。因此，Skyscan 1273运行稳定，性价比极高。 Bruker 高通/能量三维X射线显微成像系统（3D XRM）

Skyscan 1273是Bruker最新的基于微型计算机断层扫描（Micro-CT）技术的台式3D X射线显微成像系统。最大可容纳长度不超过500 mm、直径不超过300 mm、最大重量为20 kg的样品，这是台式显微成像设备进行无损检测（NDT）的新标准。一流的硬件让Skyscan 1273成为强有力的工具。高能量的X射线源和具有最高灵敏度和速度的大幅面平板探测器的结合，在短短几秒钟内就能提供出色的高质量图像。 全面的软件，直接进行数据收集，先进的图像分析，强大的可视化使Skyscan 1273成为一个简单易用的3D X射线显微成像系统。 Skyscan 1273台式3D X射线显微成像系统占地面积小，简单易操作，几乎无需维护。因此，Skyscan 1273运行稳定，性价比极高。 特点 40-130kV低成本免维护X射线源 8位滤光片转换器自动进行能量选择 GPU加速性能可提高3D重构速度 大尺寸图像的自动拼接偏移扫描 利用螺旋扫描和精准重构可获得最佳的平面结构图像质量 借助HART Plus，对大宽高比物体在保持图像质量的情况下，扫描速度可提高4倍参数• X射线源：40-130kV，39W，• X射线探测器：600万像素平板探测器（3072×1944像素）• 标称分辨率（最大放大率下样品的像素）：图像分辨率＜3um；空间分辨率＜5um，• 重建容积图（单次扫描）：最高4800×4800像素 • 样品尺寸：最大值：直径250mm，长500mm，重量20kg• 扫描空间：最大值：直径250mm，长300mm• 辐射安全：在仪器表面的任何一点上＜1 uSv/h• 外形尺寸：1250（宽）×815（深）×820（高）毫米• 重量：400千克，不含包装• 电源：100-240V / 50-60Hz / 3A创新点：Skyscan 1273是Bruker最新的基于微型计算机断层扫描（Micro-CT）技术的台式3D X射线显微成像系统。最大可容纳长度不超过500 mm、直径不超过300 mm、最大重量为20 kg的样品，这是台式显微成像设备进行无损检测（NDT）的新标准。一流的硬件让Skyscan 1273成为强有力的工具。高能量的X射线源和具有最高灵敏度和速度的大幅面平板探测器的结合，在短短几秒钟内就能提供出色的高质量图像。 全面的软件，直接进行数据收集，先进的图像分析，强大的可视化使Skyscan 1273成为一个简单易用的3D X射线显微成像系统。 Skyscan 1273台式3D X射线显微成像系统占地面积小，简单易操作，几乎无需维护。因此，Skyscan 1273运行稳定，性价比极高。 Bruker 高通/能量三维X射线显微成像系统（Micro-CT）

在基于液滴的微流控系统中，微液滴的稳定生成且不融合对后续实验操作有很大影响。本文将逐步探讨如何制备稳定的微液滴。图1.不同液滴生成油的效果对比介绍基于液滴的微流控技术正在成为生化分析筛选的有力工具。液滴微流控生成的液滴体积小至皮升级，且液滴单分散性极高，每个液滴都可作为独立的微反应器。此外，在这些液滴形成后，还可对其进行连续操作，如孵育、液滴融合和基于荧光的活化分选。高频率(kHz)的操作可以在小体积的反应器中进行，这使得这项技术非常适合小分子合成、药物发现和定向进化等领域的高通量筛选。这些应用通常基于荧光测定完成，而在测定之前荧光产物必须被有效的限制在液滴中。然而，在实际操作过程中，水相中化合物成分，如盐、微生物和细胞分泌物，均会对液滴的稳定性造成一定的影响，进而导致液滴间交叉污染或液滴间相互融合。因此，在制备液滴时，保证液滴的稳定生成且不融合至关重要。以油包水的液滴为例，常见的方法是在油相中添加表面活性剂降低液滴表面张力，以避免其融合。然而，不同的液滴生成油体系(油+表面活性剂)展现出的效果差异较大。本文以FluidicLab提供的微滴生成仪结合配套的PDMS标准芯片，以DMEM培养基为水相，以三种不同体系的液滴生油为油相，制备生成液滴并考察其稳定性。试剂与方法三种液滴生成油依次是在矿物油中加入6%Span-80的液滴生成油，在棕榈酸异丙酯中加入6%EM-180的液滴生成油，在HFE-7500电子氟化液中加入2%全氟表面活性剂的液滴生成油(Drop-Surf氟油)；水相为DMEM培养基。FluidicLab提供的微滴生成仪结合配套的PDMS-FF-100标准芯片，以上述三种液滴生成油为油相，以DMEM培养基为水相，通过调整合适的流速生成100μm左右的液滴。随后，将生成的液滴收集到疏水的基底上，通过显微镜观察液滴形态。液滴稳定性对比由实验可知，在同一芯片中生成100μm左右的液滴，所用油相体系不同，稳定生成液滴的流速也很有大差异。以Drop-Surf氟油为油相制备液滴，可以实现极高的流速稳定生成液滴(Vwater=40μL/min)。这一结果由图2可知，在同一曝光时间和帧率下，相比于其他两种油相体系，相机更难捕捉到以Drop-Surf氟油为油相时液滴生成运动轨迹(图2.C)。图2.A、B、C三图分别为矿物油、棕榈酸异丙酯、Drop-Surf氟油三种体系的液滴生成状态在将生成的液滴接收到疏水的基底上后，通过显微镜可以准确观察到液滴的形态，且随着时间的延长，液滴的稳定性也有很大变化。由视频1可知，以矿物油体系为油相制备的液滴稳定性较差，高密集度液滴下融合显著；以棕榈酸异丙酯体系为油相制备的液滴，具有相对较好的稳定性，且随时间延长并未出现明显融合(有小部分大液滴存在)；而以Drop-Surf氟油为油相制备的液滴，表现出极好的稳定性，高密集度下随时间延长无任何融合现象出现。结论在采用不同的油相体系(油+表面活性剂)制备油包水液滴时，液滴生成频率、水相流速和液滴稳定性有明显差异。采用矿物油体系制备的液滴不仅稳定性差，液滴生成频率和水相流速慢且后期收集的液滴更易融合；采用棕榈酸异丙酯体系制备的液滴稳定性虽相对较好，但同样存在液滴生成频率和水相流速慢的问题，此外，棕榈酸异丙酯熔点高(11~13℃)，低温易凝固，这也很有可能影响液滴的正常生成。而采用Drop-Surf氟油制备的液滴则具有极高的稳定性，具有剪切频率、流速快等优点。

# DIA大规模临床样本队列研究是实现疾病分子分型、标志物筛选等精zhun医学研究内容的必要前提。大批量样本的检测会带来诸多技术问题，长时间连续分析过程中数据稳定性是首当其冲的技术难题。因此，拥有一个更高效稳定的分析平台对于队列研究尤为重要。DIA（Data-Independent Acquisition，数据非依赖性采集）技术可无偏向性采集质谱扫描范围内的所有信号，具有更好的重现性及准确性。因此，DIA是队列研究的优选方法。1领军人物队列研究新思路矩阵队列2020年蛋白质组学领军人物Matthias Mann教授发表了基于DIA方法的阿尔兹海默症标志物筛选的研究成果，提出了队列研究的矩阵队列策略[1]。即采用不同来源（瑞士、柏林、马格德堡）的三个独立队列共197例人群的脑脊液样本，同步进行样本制备和蛋白质组学分析，然后整合数据，寻找具有共性的差异表达蛋白，完成标志物的筛选与验证。基于矩阵策略的临床队列研究技术路线（点击查看大图）每个脑脊液样本平均检测蛋白数量为1233个，约1000种蛋白的定量波动性低于20%。表明该实验的数据具有高度重复性和定量稳定性。此外，三个矩阵队列的数据虽有地域差异，但AD与non-AD差异蛋白的一致性较好。最终，研究者发现40种蛋白特征分子可以有效诊断阿尔兹海默病疾病，并通过机器学习的方法对该疾病进行类别划分。基于Orbitrap的质谱分析平台为该矩阵队列研究提供了高重复性和高稳定性的技术和数据。按照上述思路，针对同一种疾病，不同国家地区、不同实验室进行矩阵队列联合分析，是实现疾病精zhun诊疗的有效方法。这对分析平台长时间连续运行的稳定性、不同实验室分析平台之间数据的重复性提出了极大挑战。✦✦2赛默飞前瞻性多中心矩阵队列测试早在2017年，赛默飞就为多中心队列矩阵分析的稳定性和重复性开展了一项极具挑战的测试。高级产品经理轩玥博士联合全球9个国家的11个实验室，采用DIA非标记定量蛋白质组方法，建立了高通量、简化的HRMS1-DIA工作流程。该工作流程在11个实验室中连续7天测试，最hou数据统一上传至Thermo Cloud云平台，采用Spectronaut™ 软件进行数据处理[2]。HRMS1-DIA实验流程（点击查看大图）本研究开发了一套质量控制（QC）系统，以监视整个工作流程的性能，即时发现仪器性能的变化，并在必要时指导故障排除，确保维持较高水平的数据质量，以实现大型临床队列研究所需的通量。在整个研究过程中，每个实验室都使用一套完善的非标记定量样品对定量性能进行评估，从而可以进行分布式和纵向数据分析，并可以在大数据分析时进行比较和标准化。QC质控标准3赛默飞全新质谱平台使DIA队列分析进入快车道2019年，赛默飞推出了全新静电场轨道阱超高分辨质谱仪平台Orbitrap Exploris 480，具备更佳的性能和更高的稳定性，并且兼容FAIMS Pro接口，可进一步提高检测灵敏度和抗污染能力。为了实现队列分析中大量样本快速高效检测，技术人员对5min (80 SPD)、15min (52 SPD)和30min (34 SPD) 进行短梯度高通量蛋白组学分析。在15分钟短梯度中即可定量超过4650个Hela蛋白，满足大规模临床样本研究的高强度检测需求。其中，CV小于20%的蛋白占97.5%，CV小于20%的肽段占96.3%，medium CV 分别为3.4%（蛋白）和4.9%（肽段）。Oribtrap在短梯度DIA快速分析中仍然展示出极其you秀的稳定性和重复性。采用DIA分析方式，Hela细胞在不同梯度中的蛋白和肽段鉴定数目“# Summary赛默飞通过产品升级、方法优化、标准建设等多维度推动力，为大队列分析提供了卓越的DIA整体解决方案。快速、稳定、高通量，让精zhun医学实现真正精zhun。◀◀◀ 扫码免费获取 Exploris 480质谱仪短梯度DIA的全部方法设置和数据结果

您是否在寻找一款精度、细节、效率“三高”的三维扫描产品？您是否在寻找一款体积小、模块化、全智能的三维扫描产品？我们为您凭空想象、“无中生有”了AutoScan Inspec（点击上方播放autoscan inspec新品介绍视频）先临三维全新推出的AutoScan Inspec全自动桌面三维检测系统，简称Inspec，它将快速扫描和精准全尺寸检测功能进行创新性结合，为提高小型精密工件扫描效率而设计。Inspec拥有一体式外观设计，直观的用户界面，以及引导式操作方式。借助于前沿AI智能补扫算法，Inspec将全自动+全尺寸检测从构想转变为现实，扫描数据精度稳定并且细节出色。它可在短时间内完成工件全尺寸扫描，获得工业级高精度数据，数据可与CAD数模对比生成检测报告，并且检测结果可在各大主流软件中共享。Inspec通过科技赋能，提升了用户采集小型样件三维数据的效率，帮助用户节省宝贵的时间成本。系统可广泛应用于塑料零部件、叶轮叶片、小尺寸铸件等逆向设计、批量化检测及质量控制等工业场景。四大亮点：计量级高精度高性能硬件搭配强大的3d视觉算法，扫描精度≤10μm，满足工业检测、质量控制等应用要求。出色的数据细节得益于500万像素工业相机，高分辨率展示数据细节。全自动高效扫描一体式机身搭载三轴设计，自动亮度调节功能，一键快速获取扫描数据。支持多件扫描，数据自动分别存储，快速高效。智能软件支持AI智能补扫算法，智能规划补扫路径，同时兼具路径存储功能，针对重复样品可以导入路径智能扫描。可轻松导出数据至CAD/CAM软件，对接Geomagic Control X、PolyWorks|Inspector、Geomagic Design X 等检测和逆向软件。广泛应用：

新品全球首发！思看科技NimbleTrack灵动式三维扫描系统！2024年4月9日，思看科技（SCANTECH） 正式发布NimbleTrack灵动式三维扫描系统。NimbleTrack集全无线、不贴点、双边缘计算、一体成型架构于一身，精准驾驭中小型场景动态三维测量，领跑工业计量“无线”新时代！灵动式三维扫描系统NimbleTrack，轻巧身型，自在随行，集全无线、多功能等超凡性能于一身，精准驾驭中小型测量场景，成就绝妙之作。其扫描仪和跟踪器深度集成高性能芯片与嵌入式电池模组，实现了全域无线测量和高速稳定的数据传输，开启工业计量智能无线新时代。整套系统巧妙融合了思看科技的自研生态圈，多种功能形态随心变幻，万般场景灵活应对，以极致技术成就极致性能。轻装上阵 即开即扫NimbleTrack超轻型机身，以极致细节重构性能想象，解锁性能美学的超然进化实力。跟踪器仅重2.2kg，身长57cm，恣意穿梭于各类场景，轻装上阵；扫描仪仅重1.3kg，单手掌控游刃有余，轻松完成长时间测量任务。标配一体式便携安全防护箱，兼顾轻型化与紧凑型，容纳万象，灵动出鞘，带上它，即开即扫，尽显轻盈畅快之感。一体成型 稳如堡垒扫描仪采用全新的碳纤维框架一体成型技术，兼备轻量化和高强度性能，在加工工艺上颠覆了传统组装式框架的装配技术，实现了超高结构稳定度和超强温度稳定性，使得一次校准即可长时间内保持良好的精度范围，让每一次扫描都尽在掌控。双内置电池 真正全无线全栈无线三维扫描系统，无线数据传输、零线缆供电，可满足无电、用电不便等应用场景，开启工业计量无线新时代。扫描仪隐藏式电池仓设计，优雅无束缚；跟踪器双循环电池仓设计，供电不间断，无线转站更顺畅。双边缘计算 性能狂飙扫描仪和跟踪器均搭载新一代高性能边缘计算模组，运算效率跃升至全新高度，解锁120 FPS高帧率流畅测量体验，每一帧都行云流水，驾驭自如。扫描时无需外接电源、贴点，与市面上现有的手持式三维扫描仪相比，整体扫描流程大幅简化，复杂场景更显从容，是当之无愧的效率担当。计量基因 精益求精 依托思看科技计量级产品成熟强大的系统架构和自研算法，最高精度可达0.025mm，在标准跟踪范围内，体积精度可达0.064 mm，精准有实力，还原肉眼可见的细微处。万般场景 挥洒自如NimbleTrack三维扫描系统小巧灵动，轻盈穿梭。面对狭小空间或视角遮挡处，扫描仪可无线单独使用，实现最高0.020 mm的高精度扫描。面对大范围测量场景，跟踪器即刻化身远距离红外标记点扫描利器，精准把控全局精度。智能边界检测模块可选配智能边界探测模块，利用高性能灰阶边缘算法，自动采集孔、槽、切边等特征的三维数据，快速获取高精度的尺寸和位置度信息。i-Probe500 跟踪式测量光笔面对隐藏点或基准孔等难以触达之处，可选配便携式测量光笔i-Probe，设备支持有线或无线传输，为精密测量提供全方位的数字化解决方案。多台跟踪器级联支持多台跟踪器级联工作，大幅扩展扫描范围，有效应对大型工件扫描场景。搭载自动化设备 搭载全新定制化三维扫描仪，为自动化解决方案量身定制装夹方式，使其更加适配各类型机器人；360度均匀分布的标记点岛结构，实现全方位精准跟踪，打造高效的自动化批量检测系统。拓展应用生态NimbleTrack是工业级三维扫描领域真正实现全无线测量的产品，凭借智能无线、不贴点、高精度、高便携性等优势，适用于各类应用场景，尤其是尺寸在40mm-2000mm之间的中小型工件，如汽车四门两盖、内饰座椅、压铸件以及新能源电池盒等。在航空飞行器检修和文物数字化等不适宜贴点的情况下，NimbleTrack表现出色。此外，它也非常适合于车间现场，特别是那些无法方便连接电源或电缆的环境，比如野外测量石油管道的腐蚀情况以及高空作业等。关于思看科技 思看科技是面向全球的三维视觉数字化综合解决方案提供商，主营业务为三维视觉数字化产品及系统的研发、生产和销售。公司深耕三维视觉数字化软硬件专业领域多年，产品主要覆盖工业级高精度和专业级高性价比两大差异化赛道，主要产品涵盖便携式3D视觉数字化产品、跟踪式3D视觉数字化产品、工业级自动化3D视觉检测系统和专业级彩色3D视觉数字化产品等。公司产品广泛应用于航空航天、汽车制造、工程机械、交通运输、3C电子、绿色能源等工业应用领域，以及教学科研、3D打印、艺术文博、医疗健康、公安司法、虚拟世界等万物数字化应用领域，致力于提供高精度、高便携和智能化的三维视觉数字化系统解决方案，打造三维视觉数字化民族品牌。

贾伟 沃特世科技（上海）有限公司实验中心 对于微量而且复杂的样品，如蛋白质组学样品、蛋白药物中的残留宿主细胞蛋白（HCP）等，不但需要高灵敏的纳升级液相，而且需要更为充分的分离。在线二维纳升分离技术（on-line 2D NanoLC）应运而生，并已成为微量复杂样品液质分析所必不可少的分离手段。 传统的纳升在线二维技术，一般采用强阳离子交换（SCX）作为第一维，反相色谱（RP）作为第二维的分离手段。这种方法是根据样品在盐溶液中的离子特性与疏水性，这两种属性间的正交关系实现的。但是SCX-RP技术在纳升级分离中却困难重重。困难主要来自SCX分离维度。在SCX分离中需要使用浓度较高的盐溶液作为流动相，但含盐流动相易发生盐析或导致样品在管路内沉淀，而纳升液相的管路内径又非常小（25-100微米）。因此，在实际运用SCX-RP分离时，经常出现管路阻塞而导致实验失败。 为此，除提供传统的SCX-RP分离技术外，沃特世创造性地开发了双反相二维分离方法。（RP-RP）。这种RP-RP技术不必使用高浓度盐溶液作为流动相，避免了离子交换分离易造成的管路阻塞问题，从而大大提高了纳升二维液相的系统稳定性和实用性。更令人兴奋的是，经过哈佛医学院的Jarrod A. Marto全面的实验对比发现，较SCX-RP方法， 运用RP-RP分离技术得到的液质分析结果更好（图1）[1] RP-RP双反相二维方法可以帮助科学家得到更多的蛋白质分析结果.这是因为：1、SCX方法使用的盐缓冲液易产生离子噪音背景，从而影响质谱数据质量；2、SCX分离效果取决于多肽所携带的电荷数，而多肽携带电荷数量类别有限，因此第一维SCX分离度较差，造成液质数据信息质量不高。图一R P-R P双反相分离技术在第一、第二维都使用了反相色谱，那么它是如何实现二维分离所必须的分离性质的正交呢？原来，经过研究发现，在不同pH值环境下，多肽的反相保留行为是不一样的（图2）[2]。根据这个性质，沃特世的科学家开发出了独有的RP-RP纳升在线二维系统——nanoACQUITY UPLC® System with 2D-LC。这个系统的分离柱，使用了UPLC一贯的亚二微米颗粒填料，因此具有了UPLC的超高分离度等优点。此外，它还不需要分流就可以实现精准的纳升流速，可为实验室节省巨大的高纯度流动相购买费用及废液处理费用，而且更加环保。nanoACQUITY UPLC System with 2D-LC双反相二维系统优点总结如下：■ 较SCX-RP技术，使用RP-RP系统可得到更多的蛋白鉴定结果。■ RP-RP系统较SCX-RP系统更稳定、耐用。■ 与nano HPLC相比，nanoACQUITY UPLC具有UPLC超群的分离效果。■ 不分流实现精准的纳图二nanoACQUITY UPLC System with 2D-LC双反相在线二维系统结构及分析流程如图3，其中包括三根色谱柱：高pH反相柱、捕获柱、低pH反相柱。在此系统中，第一维色谱柱为高pH色谱柱。样品进入第一维色谱柱后，第一维梯度泵可按使用者要求，自动地阶梯式提高有机相比例，以将样品中不同疏水性肽段分批洗脱下来。从高pH反相柱上洗脱下的多肽会被富集柱捕获。每批次被富集的多肽，将在第二维泵的线性梯度模式下进入低pH反相分析柱，在这里经过充分分离后，样品将到达离子源，进入质谱分析器。 其中左下图为结构示意图。步骤①：样品被自动进样器采集后，在第一维梯度泵的推动下进入高pH色谱柱。步骤②：样品在第一维泵阶梯式梯度作用下，将一部分多肽冲出，后被捕获柱富集。其中第二维梯度泵通过施加9倍于第一维泵的水相流动相，将溶剂稀释为适合捕获柱富集的体系。步骤③：在六通阀切换后，第二维泵通过线性梯度，将多肽样品进行充分分离并送至质谱分析。在执行完步骤①后，步骤②与步骤③交替进行直到完成所需分析。双反相在线二维系统nanoACQUIT Y UP LC System with2D-LC已经在多肽的液质分析方面被广泛应用，帮助研究人员取得了众多极具价值的研究成果。图3. nanoACQUITY UPLC System with 2D-LC系统结构及分析流程图。参考文献(1) Zhou F, Cardoza JD, Ficarro SB, Adelmant GO, Lazaro JB, Marto JA. Online Nanoflow RP-RP-MS Reveals Dynamics of Multicomponent Ku Complex in Response to DNA Damage. J Proteome Res. 2010, 9, 6242-6255.(2) Gilar M, Olivova P, Daly AE, Gebler JC. Two-dimensionalseparation of peptides using RP-RP-HPLC system with different pH in first and second separation dimensions. J. Sep. Sci. 2005, 28, 1694–1703. 关于沃特世公司 (www.waters.com)50多年来，沃特世公司(NYSE:WAT)通过提供实用和可持续的创新，使医疗服务、环境管理、食品安全和全球水质监测领域有了显著进步，从而为实验室相关机构创造了业务优势。作为一系列分离科学、实验室信息管理、质谱分析和热分析技术的开创者，沃特世技术的重大突破和实验室解决方案为客户的成功创造了持久的平台。2011年沃特世公司拥有18.5亿美元的收入，它将继续带领全世界的客户探索科学并取得卓越成就。 # # #联系方式：叶晓晨沃特世科技（上海）有限公司 市场服务部xiao_chen_ye@waters.com周瑞琳(GraceChow)泰信策略(PMC)020-8356928813602845427grace.chow@pmc.com.cn

随着科学仪器行业的蓬勃发展，对应售后服务市场在近十年来发展迅速，全球新冠疫情下，售后市场又迎来新的机遇和挑战。近年来，中国分析仪器市场蓬勃发展，相关用户数量激增。大量增加的业务和客户量对仪器厂商的服务提出了更高的要求。在仪器性能满足需求的前提下，售后服务质量成为了用户采购仪器时越来越关注的因素。为促进产业交流，优化仪器售后服务市场，为用户提供更优质高效的售后服务，推动中国科学仪器行业的健康发展。仪器信息网特组织相关专题活动，邀请企业和用户代表为科学仪器行业售后服务现状与未来发声。近日，仪器信息网采访了重庆大学电子显微镜中心副主任黄天林教授，黄教授介绍了背散射电子衍射仪（EBSD）和能谱仪在选购、售后方面需要注意的问题以及平台管理方面的一些经验。受访人：黄天林教授黄天林教授，重庆大学电子显微镜中心副主任、材料基因工程重庆市重点实验室副主任、重庆大学超瞬态装置实验室副主任。主要从事金属材料塑性变形机理及微观组织演变、大塑性变形金属的热稳定性和回复再结晶行为、纳米结构金属强韧化机理研究，以及电子显微学及先进表征技术的开发和应用研究。参与且成功研发世界首台具有三维晶体取向重构和衍衬像重构的三维透射电子显微镜，作为主研人员参与国家重点研发计划项目“材料基因工程关键技术与支撑平台-先进材料多维多尺度高通量表征技术”，参与开发了系列材料多维多尺度高通量表征技术，在Nature、Acta Materialia、Scripta Materialia等学术期刊上发表论文40余篇。仪器信息网：请您简要介绍您所在行业领域？您的主要工作或主要研究内容以及其作用或意义？ 黄天林教授：我的主要研究方向是金属结构材料强韧化机制以及材料先进表征技术。强度和韧性是结构材料最为重要的评价指标，材料强韧化机制的研究将有助于我们提高强韧化理论水平，探索新的强韧化技术，开发强度更高、韧性更好的先进结构材料，满足汽车工业、国防、交通、航空航天等领域的迫切需求。另一方面，对强韧化机制的研究离不开对材料显微结构的精确表征，开发先进的材料表征技术将推动材料相关基础理论研究的进步，从而促进新材料的开发。同时，我也是重庆大学电子显微镜中心副主任，负责实验平台管理的部分工作。仪器信息网：您主要使用牛津仪器的哪些仪器设备？采购这一品类设备的过程中，您综合考量了哪些因素？ 黄天林教授：经常使用的仪器主要是背散射电子衍射仪和能谱仪。其中EBSD用于微区取向分析，能谱仪用于元素分析。在采购这类仪器时会考虑设备的功能能否满足当前和将来的研究需求，售后服务和升级服务是否有保障，当然设备价格也属于需要综合考虑的因素之一。仪器信息网：您认为良好的售后服务应包含哪些内容？针对您所在行业领域，您比较看重哪些售后服务内容及原因？黄天林教授：设备高效稳定运行对我们非常重要。我们的实验平台采取的是预约制，一旦设备出现问题，不但会影响实验测试，而且售后维修的周期一般都很长，对后续的实验也会有很大的影响。良好的售后服务还应该包含设备维护保养、故障排除、仪器培训、技术指导、升级服务、设备耗材供应等。其中比较重要的是售后响应和故障排除的速度。仪器信息网：作为仪器用户，您认为本地化的售后服务有着怎样的积极意义？黄天林教授：本地化售后服务将缩短服务周期，及时高效响应客户售后需求。此外，本地化售后也有助于本地工程师售后水准的提升。牛津仪器这方面就做得很好，为了能够及时处理设备出现的问题，有部分工程师被调配到重庆、长沙、西安等地，这样就节省了工程师在路上的时间，有更多的时间为我们提供服务并解决问题。仪器信息网：您使用过牛津仪器哪些形式的售后服务？您如何评价牛津仪器的售后服务？ 黄天林教授：仪器培训、在线智能支持、维护保养是我们最常用售后服务。牛津仪器每年都会组织仪器培训，学生们的反响都非常好；我们遇到的一些容易解决的问题，通过工程师线上沟通就能够快速解决。印象深刻的一次是EBSD探头发生故障，设备需要送到总部维修，维修周期很长，牛津仪器的售后没有强调费用的问题，直接提供了最新型号的演示机给我们继续使用直至维修设备返回。这不仅没有影响我们的课题研究进度，而且由于演示机的性能显著优于旧机，所以提高了实验的效率及实验结果的准确性。后续电镜中心与牛津仪器签订了一份涵盖重庆大学所有牛津设备的服务合同，进一步巩固了合作关系。牛津仪器始终将解决问题放在首位，只要提出服务需求，公司就会立即派资深工程师前往，一次性解决所有问题。仪器信息网：您对牛津仪器售后服务工程师有着怎样的印象？在与牛津仪器售后工程师的交流中有着怎样的收获？黄天林教授：接触下来，感觉牛津仪器售后工程师专业水准很高，能及时解决常见故障，响应也非常及时，对仪器设备方面的技术问题热心给予解答。仪器信息网：针对您当下或者潜在的需求，您希望未来牛津仪器能够提供或进一步改善哪些售后服务？黄天林教授：现在的EBSD探头和能谱仪使用了近八年，我们也准备对当下仪器进行升级。EBSD方面，希望探头有更高的分辨率、更高的采集速率以及大面积拼接等最新的功能。能谱方面，主要是采集效率的提高。希望牛津仪器在仪器升级方面提供更多优惠的方案。后记牛津仪器表示：重庆大学电镜中心副主任黄天林教授对牛津仪器客户服务的认可和信赖，代表了牛津仪器客户服务秉承着以客户为中心的理念，通过加速布局在中国发展，扩建遍布全国的客户支持网络，打造远程智能服务等手段，丰富与客户的亲密体验，帮助客户取得成功。在产品端，牛津仪器也在不断创新研发，针对黄天林教授提出的更高分辨率、更快采集的EBSD，牛津仪器也推出了新的 Symmetry S3 ，采集花样可达到5700花样/秒，此时花样分辨率可达156x128像素。其最大像素可达1244*1024像素，将高速分析（5700个花样每秒）与百万像素相结合，确保更加优异的性能，满足各领域内科研的需要。

项目名称：静止轨道红外干涉大气三维探测载荷技术完成单位：中国科学院上海技术物理研究所完 成 人：丁 雷 等奖励等级：技术发明奖一等奖天气变化影响着人们穿衣、出行，乃至生活的方方面面，对气象开展准确监测是世界科学家们孜孜以求的目标。地球静止轨道气象卫星，相对地球静止不动，可以全天候获取我国所在区域的连续动态观测数据，犹如坚守岗位的“哨兵”。因此，发展静止轨道先进大气探测载荷技术是世界各国科技竞争制高点之一。由中国科学院上海技术物理研究所历经20年研究的静止轨道红外干涉大气三维探测载荷技术在国际上率先取得突破，该所研制的干涉式大气垂直探测仪（GIIRS）装载于我国第二代地球静止轨道气象卫星——风云四号卫星上，在国际上首次实现了静止轨道大气温度、湿度垂直三维探测，有效提高了长期数值预报精度，对我国和“一带一路”沿线国家和地区的天气预报和灾害预警具有重要意义。在35800公里外为地球大气做“CT”，是我国气象预报当之无愧的“独门秘笈”之一。2018年台风玛利亚内部温湿度信息探测01群雄逐鹿 拔得头筹大气在空间分布上是三维的，其温度、湿度和压强会随时间而变化，大气的运动和变化便是天气现象的本质。摸清大气垂直运动的“脉搏”，就能及时预报天气的发生与发展。如果能获取一幅动态大气三维“全息”影像，就能表征天气现象动态演变过程，为数值预报提供强有力的“诊断”依据，及时出具应急响应的“处方”。然而，在35800公里的地球静止轨道监测如同针尖大小地面上空大气层的变化，谈何容易，可谓差之毫厘、谬以千里！在国际上，静止轨道红外干涉大气三维探测载荷技术的研究起源于20世纪90年代，美国、欧洲和中国先后开展了本项技术研究。由于技术难度大、不成熟等问题，原计划在美国GOES系列、欧洲MTG-S项目上实施的载荷至今尚未在轨实现。而本获奖项目科研团队研制出的两台GIIRS仪器已经在2016年和2021年先后进入静止轨道工作，连续为全球提供高时效大气三维探测数据超过5年，我国已成为全球的唯一数据源。“GIIRS实现了好几个‘世界首次’，在预报服务中发挥了很好的作用！”中国气象局数值预报中心模式研发室副主任、风云四号卫星数值预报应用攻关团队首席专家韩威，给出如上评价。02自主创新 攻坚克难静止轨道红外干涉大气三维探测载荷技术究竟包含了哪些“法宝”和“绝招”，解决了哪些关键核心技术难题呢？看得细——大气目标精细光谱探测。实现大气温度和湿度参数的三维垂直结构观测需解析不同高度大气的红外吸收光谱，要求光谱分辨率达到0.625波数，在35800千米距离上进行大气光谱探测，需要建立新的精细光谱测量技术体制。看得准——低能量的高探测灵敏度。由于对地观测距离超过35800公里，到达轨道上的地球辐射能量值仅为低轨道的数千分之一；同时探测大气要求的高光谱分辨率，使得目标的辐射能量减小1.5个数量级以上，研制出更加灵敏的“视网膜”，即高性能新型红外探测器来提高探测转换效率、降低测量噪声。看得远——载荷极高指向观测稳定性。针对远距离观测，提出了二维扫描镜扩大仪器的视场，离轴主望远光学系统收集大气能量、动镜式傅立叶干涉仪进行探测、通过机械制冷机冷却面阵探测器和辐射制冷器冷却后光路、高性能探测器进行光电转换的高光谱载荷总体技术方案，并研制了集成化的载荷系统，系统解决了地球静止轨道进行高光谱、高灵敏度、高稳定大气三维探测的三大技术难题。看得清——复杂空间环境下高稳定探测。由于地球自转与公转带来的载荷温度变化超过210℃与载荷光学系统温度稳定度要求小于0.2℃的矛盾，突破多温区的高稳定度控制技术，达到“身处水深火热，内心平静如水”的状态。03气象灾害 尽收眼底静止轨道红外干涉大气三维探测载荷技术在台风等灾害天气预报和建党100周年活动等重大气象服务中发挥了重要作用。据相关统计显示，预报台风登陆地点的路径误差每减少1公里可避免直接经济损失约1亿元人民币，仅在2019年，GIIRS对台风“利奇马”的24小时路径预报误差从75公里降到50公里，直接减损效益估计超20亿元。此外，GIIRS在GRAPES数值预报中的成功应用，促进了全球静止卫星高光谱观测系统发展。在2019年美国召开的联合卫星大会上，美国天气局（NWS）局长指出：静止轨道高光谱探测将是下一步最大的进步；美国国家环境卫星信息资料中心NESDIS主任评价该载荷技术：促进了全球静止轨道卫星大气高光谱探测系统发展和卫星观测同化应用。在学术贡献上，国际和国内气象应用专家还利用GIIRS高频次、高光谱数据，针对NH3、四维风场等探测要素开展研究。面向国家战略亟需，中国科学院上海技术物理研究所创建了静止轨道大气三维探测全新技术体制，发明了具有完全自主知识产权的高光谱载荷技术，国际上率先实现了高频次的地球静止轨道大气三维结构精细探测，推动了风云四号卫星处于国际领先地位，获得了重大的应用价值和社会效益，得到各方的高度评价。站在时代的潮头回望历史，我们的科研人员心中仍谨记着周恩来总理1969年1月29日的重要指示：应该搞我们自己的气象卫星。五十多年来，风云系列气象卫星走出了从无到有、从小到大、从弱到强的成功之路。回首风雨，展望未来，上海技术物理研究所科研团队将接续奋进，紧密围绕气象领域和我国大气探测的战略要求，瞄准国际竞争制高点，为我国大气探测技术实现升级换代和逐步超越国际水平作出更多新的贡献！

4月14日消息，供应链消息称，三星为满足市场需求，特别投资购买生产设备，并交给联电来代为生产相关产品。 只是，也有业内人士指出，这项合作计划因为双方都还有顾虑，因此暂不执行，仅维持过去一般的合作关系。日前，韩国媒体报导指出，韩国半导体产业官员表示，三星的系统LSI部门已确定晶圆代工产能吃紧的情况在短期内无法解决，并且此前与联电有产品开发合作，因此再度下单联电，以成熟制程来代工生产包括CMOS图像传感器，以及电视显示驱动芯片等通用芯片， 而且预计未来还将持续增加数量。近期供应链消息传出，基于以上的合作关系，为了维持联电的供货稳定，三星特别斥资购买了一批相当数量的设备交给联电，由联电来使用这批设备协助三星进行生产。 而事实上，由客户采购设备交由代工厂来代为生产的案例过去也曾发生，但是出现在三星与联电的合作关系中却是首次。 市场人士指出，过去一直受到设备折旧拖累业绩的联电，近期在晶圆产能缺乏浪潮下扩产依旧相对保守，为的就是不重蹈过去的覆辙。 如今，三星出资购买设备来帮忙扩产生产，似乎正解决了这一问题。上述消息表示，三星购买的该批设备预计未来可为联电的28nm制程增加每月2万片以上的产能，预估将自2023年之后开始量产。 只是针对三星购买设备来协助联电扩产的消息，也有业内人士指出，三星与联电目前虽然合作，但也仍存在竞争关系。 因此，考虑此一层面，斥资对联电进行大规模扩产仍有疑虑，这使得此计划目前决定暂不执行，双方仅维持原本的合作态势。

论文题目：Additive Manufacturing of Co3Fe Nano-Probes for Magnetic Force Microscopy发表期刊：Nanomaterials IF: 5.3DOI: https://doi.org/10.3390/nano13071217 【引言】 磁力显微镜（MFM）是一种先进的原子力显微方法，它可以对样品表面的局部磁场区域进行表征，通常被用于磁性薄膜材料、磁斯格明子、磁涡和其他纳米材料磁学特性的研究。MFM的测量非常依赖磁学AFM探针。传统情况下，MFM探针是通过在非磁性探针上沉积磁性材料而实现的。然而，这种方法所制备的MFM探针存在着侧向分辨率低和磁性材料涂层界面力学性能不稳定等问题。这些问题，给MFM探针指明了新的发展方向。 【成果简介】 近日，格拉茨技术大学相关团队通过聚焦电子束诱导沉积（FEBID）的方式制备了基于Co3Fe磁性材料，具有纳米级尖端尺寸的MFM探针。所制备MFM探针的化学和结构通过透射电子显微镜（TEM）进行表征。此外，课题组还利用FusionScope多功能显微镜研究了通过FEBID方法制备的MFM探针在测量中的耐磨性以及长期使用稳定性。通过在不同环境下的测试，课题组发现通过FEBID方法所制备的MFM磁性探针依然具有优异的表现。相关工作以《Additive Manufacturing of Co3Fe Nano-Probes for Magnetic Force Microscopy 》为题在SCI期刊《Nanomaterials 》上发表。 文中使用的FusionScope多功能显微镜采用AFM+SEM原位同步联用技术，可在同一用户界面、同一位置进行AFM和SEM的互补性综合测量。同时，AFM还可轻松实现高级工作模式如：力曲线、导电原子力显微镜（C-AFM）和磁力显微镜（MFM）等，以满足不同测量需求。其原位进行0°-80°AFM与样品台同时旋转功能，可以无盲区实现复杂形貌样品的测量。 FusionScope多功能显微镜设备图 【图文导读】 图1. 通过FEBID方法制备基于Co3Fe磁性材料的MFM探针的示意图。（a）实验中所选用的无针尖压电探针。（b）5keV，5.2pA条件下制备的纳米结构。（c）Co3Fe磁性材料的空心微锥结构。（d）锥形结构的制备方法。（e）通过（d）中的策略所制备的针尖。（f）通过上述方法所制备的半径为10nm的针尖和（g）商业MFM探针针尖的对比图。 图2. 通过FusionScope测量的不同形貌的针尖对于MFM成像效果的影响。 图3. 所制备MFM探针在长时间使用下的稳定性。（a）为样品三维形貌图。（b）为样品的MFM表征结果。 图4. 所制备的MFM探针在环境中长时间保存后的测量性能对比。(a)刚完成制备时探针的MFM表征。（b）制备1年后的探针的表征结果。 【结论】 本文中，格拉茨技术大学相关团队通过聚焦电子束诱导沉积（FEBID）的方式制备了基于Co3Fe磁性材料，所制备MFM探针针尖仅有10 nm，与已有的商业MFM探针相比在微结构尺寸上具有明显优势。通过对所制备MFM探针在各种磁学样品表面进行表征得知，该方法所制备的MFM探针具有分辨率高，耐磨且稳定的优点。该研究为相关微纳磁学相关的研究提供了可能性。值得注意的是，文中MFM的校正工作是在Quantum Design公司研发的FusionScope多功能显微镜上完成的。设备不仅提供了传统扫描电镜（SEM）的形貌表征，还对样品微区进行了三维形貌，磁学等性能的原位表征。不难看出，FusionScope多功能显微镜在微区原位立体表征方面具有得天独厚的优势。

2014年诺贝尔化学奖授予了荧光超分辨显微技术，利用荧光分子的化学开关特性（PALM/FPALM/STORM）或者物理的直接受激辐射现象（STED），实现超越衍射极限的超分辨成像。尽管如此，活细胞中的超分辨率成像仍然存在两个主要瓶颈：（1）超分辨率的光毒性限制了观察活细胞中精细生理过程；（2）受限于荧光分子单位时间内发出的光子数，时间和空间分辨率不可兼得。受限于这个瓶颈，为了在活细胞上达到60 nm空间分辨率极限，现有超分辨率成像手段需要强照明功率（kW~MW/mm2）、特殊荧光探针和长曝光时间（ 2 s）。强照明功率引起的强漂白会破坏真实荧光结构的完整性，长曝光时间在图像重构时导致运动伪影，降低有效分辨率。迄今为止，基于光学硬件或者荧光探针的改进无法进一步提升活细胞超分辨率的时空分辨率，实现毫秒尺度60 nm的时空分辨率成像。2021年11月16日，哈尔滨工业大学李浩宇教授团队与北京大学陈良怡教授团队合作在Nature Biotechnology上发表论文Sparse deconvolution improves the resolution of live-cell super-resolution fluorescence microscopy【1】。他们另辟蹊径，发明基于新计算原理的荧光超分辨率显微成像，进一步拓展荧光显微镜的分辨率极限。通过提出“荧光图像的分辨率提高等价于图像的相对稀疏性增加”这个通用先验知识，结合之前提出的信号空时连续性先验知识【2】，他们发明了两步迭代解卷积算法，即稀疏解卷积（Sparse deconvolution）方法，突破现有荧光显微系统的光学硬件限制，首次实现通用计算荧光超分辨率成像。结合自主研发的超分辨率结构光（SIM）系统，实现目前活细胞光学成像中最高空间分辨率（60nm）下，速度最快（564Hz）、成像时间最长（1小时以上）的超分辨成像。结合商业的转盘共聚焦结构光显微镜，实现四色、三维、长时间的活细胞超分辨成像。1、应用举例：DNA折纸标准样本验证为了在已知结构样本中验证分辨率的提升，研究者设计并合成了两个荧光标记位点的DNA折纸样本，每个位点用4~5个Cy5标记。当这些分子间距为60 nm、80 nm和100 nm时，它们在TIRF-SIM下几乎无法区分，但在经过稀疏解卷积重建后（Sparse-SIM，图1）可以很好地区分它们中间的距离。整体结果可以用单分子定位显微镜ROSE【3】交叉验证，与Sparse-SIM得到的DNA折纸的荧光对间距以及不同间距荧光对在玻片上的分布一致。图1：Sparse-SIM解析不同距离DNA折纸样本。（a）在相同视场下，用配对Cy5标记不同距离（60 nm, 80 nm, 100 nm, 120 nm）的DNA折纸样品，用TIRF（左）、TIRF-SIM（中）和Sparse-SIM（右）成像。（b）在TIRF、TIRF-SIM和Sparse-SIM下，黄色（60 nm）、蓝色（80 nm）(80 nm)、绿色（100 nm）和红色（120 nm）框包围的放大区域。比例尺：（a）2 μm；（b）100 nm。2、应用举例：Sparse-SIM超快活细胞成像揭示核孔结构和胰岛素囊泡早期融合孔道在活细胞成像中，稀疏结构光显微镜（Sparse-SIM）可以解析标记不同核孔蛋白（Nup35, Nup93, Nup98，或Nup107）的环状核孔结构，而它们在传统结构光显微镜（2D-SIM）下形状大小与100 nm荧光珠类似（图2c, 2d）。由于相机像素尺寸与孔径直径类似，测量的核孔拟合直径与Sparse-SIM的分辨率相当。校正后Nup35和Nup107孔的直径分别为~66 ± 3 nm和~97 ± 5 nm，而Nup98和Nup93直径大小处于这个范围中（图2e, 2f），结果与以前用其他超分辨成像方法在固定细胞中获得的直径相符【4】。有趣的是，12分钟超分辨成像可以显示活细胞中核孔形状变化，这可能反映了核膜上的单个核孔复合物动态重新定向到焦平面或远离焦平面（图2g），这是其他超分辨方法难以观察到的。图2：Sparse-SIM解析核孔蛋白动态过程。（c）用Sparse-SIM观察活COS-7细胞中以Nup98-GFP标记的动态环状核孔的典型例子，持续时间超过10分钟。上下区域分别显示2D-SIM和Sparse-SIM下的图像。（d）比较（c）中青色框中的核孔结构快照与100 nm荧光珠在不同重建方法（2D-SIM、20次RL解卷积后、50次RL解卷积后、Sparse-SIM）下的结果。（e）由于核孔的大小与Sparse-SIM的分辨率和像素大小相当，按照Supplementary Note 9.1的协议（详情请见文章），分别推导出Nup35-GFP（红色）、Nup98-GFP（黄色）、Nup93-GFP（绿色）和Nup107-GFP（青色）标记的核孔结构的实际直径。（f）Nup35（66 ± 3 nm, n=30）、Nup98（75 ± 6 nm, n=40）、Nup93（79 ± 4 nm, n = 40）、Nup107（97 ± 5nm ,n = 40）的平均直径环。左右两幅蒙太奇分别为传统Wiener重构或稀疏解卷积后的结果。（g）在6个时间点对 （c）中的品红色方框放大并显示。比例尺：（c）500 nm；（d, g, f）100 nm。通过滚动重建，Sparse-SIM的时间分辨率可达564 Hz，识别出来INS-1细胞中VAMP2-pHluorin标记的、更小的胰岛素囊泡融合孔道（如~61 nm孔径）。它们在囊泡融合的早期出现，孔径小（平均直径~87 nm），持续时间短（9.5 ms），不能被之前传统的TIRF-SIM所识别【2】。另一方面，鉴别出来的稳定融合孔在囊泡融合的后期出现，孔径大（平均直径~116 nm），持续时间长（47 ms），是之前看到的结构【2】。值得一提的是，虽然这里发现的囊泡早期融合孔状态很难被其他的超分辨率成像手段所直接验证，但是它们的发生频率与30多年前用快速冷冻蚀刻电子显微镜所观察到的“小的融合孔发生概率远低于大的融合孔”现象相吻合【6】。3、应用举例：稀疏解卷积是提升荧光显微镜分辨率的通用方法与当下热门的深度学习超分辨率显微重建不同，信号的空时连续性、高空间分辨率导致的荧光图像相对稀疏性这两个先验知识，是荧光显微成像的通用先验知识，不依赖于样本的形态以及特定的荧光显微镜种类。因此，稀疏解卷积是通用荧光显微计算超分辨率成像算法，可被广泛应用于提升其他荧光显微模态分辨率，观察不同种类细胞器的精细结构及动态（图3）。图3 | 稀疏解卷积广泛应用于提升不同显微成像模态空间分辨率，揭示各类细胞器精细结构动态。比如稀疏解卷积增强的商业超分辨转盘共焦结构光显微镜（SD-SIM）【7】，可以实现XY方向90纳米，Z方向250 纳米的空间分辨率，清晰记录分裂期7 μm深度内的全细胞内所有线粒体外膜网络（图4）。同样，若稀疏解卷积增强与商业SD-SIM结合，可以很容易实现活细胞上的三维、四色超分辨率成像。稀疏解卷积可以与膨胀显微镜（ExM）【8】结合，解析细胞膨胀后的复杂结构；也可以与宽场、点扫描的共聚焦、受激辐射损耗显微镜（STED）【9】以及微型化双光子显微镜（FHIRM-TPM 2.0）【10】结合，实现近两倍的空间分辨率提升。因此，稀疏解卷积的提出，将帮助使用各种各样荧光显微镜的生物医学研究者更好地分辨细胞中的精细动态结构。图4 | Sparse SD-SIM解析活细胞三维线粒体外膜网络。（k）活体COS-7细胞的线粒体外膜（Tom20-mCherry标记）的三维分布，颜色表征深度。（l）SD-SIM原始数据与Sparse SD-SIM的水平（左）和垂直（右）的白色框区域放大展示。比例尺：（k）5 μm；（l）1 μm。总之，通过稀疏解卷积算法（Sparse deconvolution）来实现计算荧光超分辨率成像，与目前基于特定物理原理或者特殊荧光探针的超分辨率方法都不相同。与超快结构光超分辨显微镜结合形成的Sparse-SIM是目前活细胞光学成像中，分辨率最高（60纳米）、速度最快（564帧/秒）、成像时间最长（1小时以上）的超分辨光学显微成像手段。它也可以与现有的多数商业荧光显微镜结合，有效提升它们的空间分辨率，看到更清楚的精细结构动态。哈尔滨工业大学博士生赵唯淞、北京大学博士后赵士群、李柳菊为共同第一作者，哈尔滨工业大学仪器科学与工程学院李浩宇教授和北京大学未来技术学院陈良怡教授为论文共同通讯作者，共同作者还包括哈尔滨工业大学谭久彬院士、刘俭教授，北京大学毛珩博士，生科院成像平台单春燕博士和华南师范大学刘彦梅教授。参与合作的实验室包括武汉大学宋保亮教授、北京大学陈兴教授、中科院国家纳米科学中心丁宝全教授和生物物理所纪伟教授等。该项工作得到北京大学膜生物学重点实验室、麦戈文脑研究所、北大-清华生命科学联合中心、北京智源人工智能研究院的支持，也是多模态跨尺度国家生物医学成像设施建设过程中的重要成果。专家点评徐平勇（中科院生物物理所）自2014年诺贝尔化学奖授予了超分辨显微技术以来，超分辨成像技术取得了巨大的进步，成像的分辨率得到了进一步的提高。在固定细胞中，以MINFLUX、SIMFLUX以及ROSE等为代表的超分辨成像技术利用调制光照射单分子定位的方法实现了小于10纳米的空间分辨率。然而，在活细胞中进一步提高成像的空间分辨率仍然面临挑战。一个主要原因是活细胞成像的时空分辨率是互相关联的，为了减少活细胞里的运动伪影，需要通过提高采样频率来提高时间分辨率，但是采样频率或者时间分辨率的提高会减少记录的光子数，使得空间分辨率下降。在现有超分辨成像技术中，结构光照明成像SIM技术具有最高的时间分辨率，但是受限于成像原理本身和所采用的维纳反卷积等算法，空间分辨率进一步提高遇到了挑战。陈良怡和李浩宇团队合作发展的稀疏结构光超分辨显微成像技术（Sparse-SIM），保留了陈良怡团队前期发展的海森-SIM的高时间分辨率的优点，并进一步将SIM的空间分辨率提高到60纳米。该技术属于计算超分辨率成像方法，主要包括两步迭代解卷积求解算法。其核心是将Richardson–Lucy反卷积算法应用到SIM成像中，通过前期发展的基于信号的时空连续性的先验知识重建图像的方法减少或者消除Richardson–Lucy反卷积应用中的噪声问题；并利用提出的“荧光图像的分辨率提高等价于图像的相对稀疏性增加”这个先验知识作为约束条件，建立通用的计算框架——稀疏解卷积技术。该工作有几个方面的突破和创新：1）解决了Richardson–Lucy反卷积应用到生物成像中的噪声和先验知识问题，拓展了它在生物成像中的实际应用；2）利用稀疏结构光超分辨成像在活细胞中实现了同时高时空分辨率长时程成像；3）方法具有普适性，可以广泛用于宽场成像和其它超分辨成像技术，提高这些成像方法的分辨率。目前发展的Sparse-SIM主要是基于二维结构光 (2D-SIM) 系统，实现了活细胞中空间分辨率60nm、时间分辨率564Hz、成像时间1小时以上的超分辨成像。这是目前活细胞成像中同时具有的最高时空分辨率。其空间分辨率可与非线性SIM相媲美，但是时间分辨率更高，成像设备上的复杂程度也相对要低一些。将来Sparse-SIM技术也有望能用于三维结构光成像，尽管受限于3D-SIM成像方法本身成像的时间分辨率会有所下降。总之，Sparse-SIM技术同时具有高的时间和空间分辨率，其在活细胞成像中的应用有望带来诸多生物学中的重要发现。尤其重要的是，稀疏解卷积技术框架适用于目前多数荧光显微镜成像方法，并将这些成像的空间分辨率提升了近两倍，将大大促进这些荧光成像方法的发展和它们在生物学中的广泛应用。刘兴国（中科院广州生物医药与健康研究院）以SIM、STORM/PALM、STED为代表的的超分辨成像技术，成功突破了光学衍射极限，极大推动了亚细胞结构和细胞器互作动态等微观结构研究，获得了2014年诺贝尔化学奖。然而超分辨成像技术在时间分辨率和空间分辨率上难于获得同等提高——在超分辨成像技术中，SIM技术具有最好的时间分辨率，然而空间分辨率也是3种主流技术中最低的，缺乏对100nm以下尺度的亚细胞器结构的解析力。在充分利用SIM技术的时间分辨率的基础上，如何提高空间分辨率是一个重要的研究方向。北京大学陈良怡团队与哈尔滨工业大学李浩宇教授在Nature Biotechnology 杂志报道最新开发的Sparse deconvolution算法，并成功结合SIM技术开发出Sparse-SIM，在时空分辨率上成功将SIM技术的空间分辨率从110nm提高到60nm，同时保持毫秒级的时间分辨率。同时，陈良仪团队研究显示，本技术同样可以提高SD-SIM、STED等超分辨技术的轴向分辨率，甚至可以使普通宽场显微镜获得更好的信噪比。这一精彩的工作不但是领域的重要技术进展，而且具有广阔的应用空间。 陈良怡团队之前的工作，在硬件和软件水平挖掘SIM技术的时空分辨率，成功开发了高时空分辨率的Hessian SIM技术；本次研究再次在软件算法上取得突破，进一步推动了SIM技术在活细胞超分辨成像在时空分辨率的极限。应用Sparse-SIM技术，同时检测了核孔复合物结构、网格蛋白（clathrin）动态、溶酶体和内质网相互作用、内质网对线粒体内嵴动态的调控等重要过程，显现出Sparse-SIM强大的应用能力和应用前景。如何易于操作的提高超分辨成像技术的时空分辨率是亚细胞器结构和动态研究方面的一个重要方向，Sparse deconvolution算法或者Sparse-SIM提供了一个重要的生命科学研究工具，去探索更微观的生命科学过程。参考文献[1] Weisong Z, Shiqun Z, Liuju L, et al. Sparse deconvolution improves the resolution of live-cell super-resolution fluorescence microscopy [J]. Nature biotechnology, 2021: DOI: https://doi.org/10.1038/s41587-021-01092-2.[2] Huang X, Fan J, Li L, et al. Fast, long-term, super-resolution imaging with Hessian structured illumination microscopy [J]. Nature biotechnology, 2018, 36(5): 451-459.[3] Gu L, Li Y, Zhang S, et al. Molecular resolution imaging by repetitive optical selective exposure [J]. Nature Methods, 2019, 16(11): 1114-1118.[4] Szymborska A, Marco A d, Daigle N, et al. Nuclear pore scaffold structure analyzed by super-resolution microscopy and particle averaging [J]. Science, 2013, 341(6146): 655-658.[6] Ornberg R L, Reese T S. Beginning of exocytosis captured by rapid-freezing of Limulus amebocytes [J]. The Journal of Cell Biology, 1981, 90: 40 - 54.[7] Schulz O, Pieper C, Clever M, et al. Resolution doubling in fluorescence microscopy with confocal spinning-disk image scanning microscopy [J]. PNAS, 2013, 110(52): 21000-21005.[8] Sun D-E, Fan X, Shi Y, et al. Click-ExM enables expansion microscopy for all biomolecules [J]. Nature Methods, 2021, 18: 107–113.[9] Hell S W, Wichmann J. Breaking the diffraction resolution limit by stimulated emission: stimulated-emission-depletion fluorescence microscopy [J]. Optics Letters, 1994, 19(11): 780-782.[10] Zong W, Wu R, Chen S, et al. Miniature two-photon microscopy for enlarged field-of-view, multi-plane and long-term brain imaging [J]. Nature Methods, 2021, 18(1): 46-49.

超薄晶圆因其高集成度、低功耗和卓越性能，已成为当前半导体产业发展的关键材料之一。随着半导体工艺进入2.5D/3D时代，晶圆的厚度不断减薄，对设备精度和工艺控制的要求也越来越高。晶盛机电的研发团队迅速响应市场需求，于近日成功研发出新型WGP12T减薄抛光设备，实现了稳定加工12英寸30μm超薄晶圆的技术突破。这一成就标志着晶盛机电在半导体设备制造领域再次取得重要进展，为中国半导体产业的技术提升和自主可控提供了强有力的支撑。▲ 12英寸30μm超薄晶圆据悉，新型WGP12T设备是在原有设备上进行了多项技术优化和工艺改进，成功使晶圆在设备上能稳定减薄至30μm以下，并确保晶圆表面平整度和粗糙度的高标准。在此过程中，团队成功解决了超薄晶圆减薄加工过程中出现的变形、裂纹和污染等难题，真正实现了30μm超薄晶圆的高效、稳定加工。这一技术突破为公司在全球半导体设备市场的竞争中增添了新的优势。▲ 新型WGP12T减薄抛光设备晶盛机电一直致力于半导体设备的研发与创新，此次行业领先的超薄晶圆加工技术突破，将为我国半导体行业提供更先进、更高效的晶圆加工解决方案。未来，晶盛机电将继续秉持“打造半导体材料装备领先企业，发展绿色智能高科技制造产业”的使命，持续深耕半导体设备领域，以技术创新为动力，不断突破技术壁垒，加速产品创新，为客户提供最前沿、最具竞争力的半导体解决方案，引领行业迈向新未来。

11月29日，深圳市科技创新委员会网站公示了2022年高等院校稳定支持计划拟资助项目，共598项，详情如下：根据《深圳市高等院校稳定支持计划管理办法》等有关规定，市科技创新委员会拟对2022年高等院校稳定支持计划598个项目进行资助，现予公示，向社会征求意见。任何单位和个人对公示项目持有异议的，请在公示之日起10天内以书面形式（注明通讯地址和联系方式）向我委反映。单位提出异议的，应当在异议材料上加盖本单位公章；个人提出异议的，应当在异议材料上签署本人真实姓名（姓名不能打印），我委对异议人身份和反映情况予以保密。其他行政主管部门提出异议的，按照有关规定办理。为保证异议处理客观、公正、公平，保护拟资助项目依托单位的合法权益，凡匿名提出异议的，我委将不予受理。　　异议受理处室：科技监督和诚信建设处　　投诉联系邮箱：complain@sticmail.sz.gov.cn　　业务咨询电话：88127371　　深圳市科技创新委员会　　2022年11月29日序号项目编号项目名称120220808185138001无损超声对阿尔茨海默症的治疗及其神经保护机制研究220220810145705001智能超声心动图结构和血流参数动态测量320220804193203001基于自增强SERS-电化学平台的钙钛矿电解水催化剂原位研究与理性设计420220810124046002面向智能触觉传感的高性能导电弹性材料研究520220810155530001“区块链+保险”背景下去中心化保险定价方式及风险管理的研究620220811121315001面向图数据的开放式学习720220811170904003氮杂环卡宾修饰异相铁基催化剂催化合成氘代化学品与药物820220809185023001数据驱动的图像重建及在异常检测的研究920220810130956001拓扑材料能带几何特性导致的非线性效应研究1020220807145745001康复外骨骼康复策略进化方法研究1120220810154601001能带调控与纳米结构有序化协同增强硫化锡热电性能的研究1220220809104426003高性能ZnO基双有源层薄膜晶体管的制备及电输运机理研究1320220810153817001组蛋白去乙酰化酶SIRT6调控T细胞功能的机制研究1420220809111527001高温燃料电池膜与催化剂间界面调控及传输机制研究1520220807102319001气候变化对粤港澳大湾区红树林湿地分布的影响及适应性管理策略研究1620220809172552003玻璃微光学元件精密快速热压印技术与装备1720220810160740001海洋环境下不同尺寸钢构件腐蚀速率关联规律研究1820220809165141001超声聚集荧光增强技术用于阿尔茨海默症miRNAs标志物的早期检测1920220810184822001桥梁巡检无人机自主飞行关键技术研究2020220810173620003碳中和背景下冰蓄冷系统参与电力市场需求响应控制策略研究2120220809191100001现代建筑与设备一体化设计策略及演化谱系研究2220220810140230001LDH@rCF增强海水海砂水泥基复合材料表界面工程2320220810161616001面向高效人工光合成的二维材料/金属氮化物纳米线异质结构的理性设计与机理探究2420220808172042001产城融合视角下深圳市数字创意产业的空间分布特征与集群发展策略研究2520220809160022001非氧化物镍基纳米材料的调控合成及有机小分子电催化氧化性能研究2620220809154139001基于脑电信号的认知功能状态表征研究2720220810160130001饮食决策的动态加工机制及其干预2820220810164838001高功率效率长寿命敏化型白光OLED器件研究2920220809195202001后疫情时期城市绿地对居民幸福指数影响研究:以深圳市为例3020220807204743001高功率密度 GaN 晶体管栅驱动控制芯片关键技术研究3120220804153845001群体淬灭减缓MBR膜污染技术中细菌菌间关系及功能基因调控机制研究3220220810171518001人际视角下自我表露对亲社会行为的影响及其脑基础3320220810174028001免疫检查点治疗在口腔鳞癌中的耐药机制的探索研究3420220809160139001多源融合视频智能编码与质量分析关键技术研究3520220809191805001人工耳蜗电听觉的时频信息感知及其神经网络表征3620220809160615001直接电解海水自支撑催化剂的构筑及性能研究3720220810143329001不实信息多模态识别算法软件研究3820220810100952001基于菌群智能优化方法的慢性病患者分类和健康管理路径研究3920220812132050001基于fMRI的脑干功能区域划分及其在帕金森病研究中的应用4020220810064150001粤港澳海上丝绸之路申遗路径探析4120220810135520002基于类脑智能的通用视觉定位方法研究4220220810160944001基于空间本体图模型的城市时空融合方法研究4320220809161641002红树林湿地沉积物中新型硫酸盐还原菌的多样性与生态效应4420220808130958001含氟氨基酸(FAAs)和含氟多肽的合成及其在肽类药物研发中的应用4520220810174622001基于集成透镜的双极化球面匹配波束天线研究4620220809163103001非线性波的混合模式4720220810170643004基于节能与院感防控需求的大型综合医院空间设计模式研究4820220810151038001深圳市大学校园空间的防灾避难可达性优化设计策略研究4920220808121346001高安全高强度高电导固态聚合物电解质关键技术研究5020220810144025001面向1000万核国产超级计算机的存储墙问题缓解理论方法研究5120220811005233001音乐训练影响儿童言语加工的认知神经过程5220220810161836001基于低维异质结的高性能全光调制器的开发与机理研究5320220809180405001基于图卷积的视频人体行为分析方法研究5420220810124032001情绪调节的动态发展过程追踪及神经调控干预5520220810110849002相位干涉电场刺激对静息态神经功能网络的影响5620220810160453001回收碳纤维毡微纳结构优化设计与水体抗生素污染物定向转化理论与技术5720220811100052001不同剪切模式下高性能FRP-ECC复合提升混凝土梁抗剪性能及设计理论5820220811012323001乏燃料储运过程智能分析与规划方法研究5920220808143139001地面周期荷载作用下软土地层浅埋盾构隧道力学特性及增韧技术研究6020220809175919001面向云网一体化的智能数控系统关键技术的研究6120220809171532001基于系统代谢工程的微藻基功能强化模拟鱼肉的研发6220220805175116001能量耗散格林函数方法和行进船舶在波浪中的响应6320220807020526001具有热活化荧光和聚集态荧光材料的制备及性能研究6420220808150117002基于动态滑坡灾害空间预测分析的实时滑坡监测与预警系统研究6520220809155403001二维贵金属硫族化合物的可控制备及其红外光探测器件研究6620220809143143001基于原子层沉积技术调控内建电场构筑高性能异质光催化材料及其性能研究6720220808165025003新型铜锌锡硫硒薄膜太阳电池应用基础研究6820220810180617001面向开放场景的视觉环境感知关键技术研究6920220805094705001可印刷MXene基柔性电极材料的制备研究7020220811103827001动态液晶-超表面器件的研究7120220810144837004基于多元异构数据的盾构隧道韧性评估理论研究7220220809165014001铜基二氧化碳电还原催化剂的稳定策略及其电极放大工艺7320220814141429001人本视角下社区承洪韧性评估与提升策略研究——以深圳为例7420220804182935001基于活性蛋白质组技术的大麻二酚干预阿尔茨海默症的靶点及机制研究7520220810103801001基于深度学习的数字化智能核素识别系统开发7620220812111141001阅读障碍者大脑和小脑间功能连接的重组机制研究7720220811152251005滨海大跨桥梁关键构件腐蚀-疲劳损伤机制及韧性提升技术研究7820220810232731001信息中心网络的多播系统和功能虚拟化在设备透明边缘计算中的应用研究7920220810115236001社会认知科学视角下青少年人工智能教育的作用机制及影响效应研究8020220810133200001低压过冷沸腾条件下汽泡热力/动力生长机理研究及模型修正8120220811103835003增强拉曼光学活性微纳光学器件研究8220220804115333001miR9560对菜心镉吸收转运的调控作用及机制研究8320220807222119001基于超声成像的储能电池无损检测技术8420220809125959001基于类脑神经形态像素单元的可信视觉传感芯片关键技术研发8520220811090705001m6A甲基转移酶METTL3介导运动改善糖尿病血管重构中的作用及机制研究8620220808170713001基于空间转录组测序技术探究血小板在振动加速正畸牙移动中的作用机制8720220809194504001用于质子交换膜燃料电池的高载量铂基催化剂的设计与开发8820220810132537001高强韧性钼基复合材料的激光选区熔化成形及其强韧化研究8920220809130438001近红外二区聚集诱导发光材料用于血管堵塞的评估及修复治疗研究9020220811155803001在线社交网络中的高价值信息传播链挖掘问题研究9120220807162217001粤港澳大湾区水汽输送的集聚模式与水灾害效应研究9220220809153419002基于Mn-O配位体调控的宽温自旋电子新材料与器件研究9320220810151419001搭载人工神经网络的宽光谱多维度可调节智能光电探测器9420220811141000001滨海复杂环境下铁路隧道结构隐蔽缺陷识别方法研究9520220811124838001莱茵衣藻ABCG蛋白在脂质合成与转运途径的作用机制研究9620220810160221001面向建筑运维的柔性用能与韧性管理技术研究9720220809120650001基于城市信息模型的大气污染时空演化模拟与可视化9820220810113321001有理函数的核熵9920220810124935001核电厂运行事件智能检测关键技术研究10020220810151354002粤港澳大湾区天然软土宏细观力学机制及变形控制技术研究10120220807184432001“双碳”目标下清洁能源转换效率测度与财政政策研究10220220810094017001免疫治疗与全身系统性免疫动态变化10320220804202415001数据驱动的统计建模、仿真模拟与动态智能分析系统 ——基于20+8产业集群产业链数据10420220810161720001淫羊藿素防治骨质疏松小鼠牙周炎骨缺损的机制研究10520220808173322004七轴微细电火花线切割冗余联动模式及复杂直纹曲面精度创成机理10620220809112159001基于导航数据的城市群医院访问行为时空特征研究10720220811110737003基于地址驱动的路由与安全控制技术研究10820220810142637001面向空地协同通信定位一体化的无人机应急组网关键技术10920220810131017001基于阴离子-π作用调控的N型聚合物热电材料设计及应用11020220811115030001肺动脉高压患者血浆cfDNA差异甲基化基因鉴定及功能研究11120220809212220001MEMS器件钛衬底纳米级精度表面的超精密切削技术研究11220220810180129001地热ORC梯级发电动态特性研究与协同优化11320220810144854005DNA损伤修复蛋白USP11缺乏促进乳腺细胞增殖和异常分化的机制研究11420220810142731001无感电子哨兵关键技术研发11520220804091920001基于非晶合金的多尺度光学模具制备技术、装备及应用研究11620220810151804002负载奥沙利铂的金属有机纳米颗粒用于肝癌的化疗与化学动力学及光热协同治疗的研究11720220812182215001利用超高分辨成像研究lncRNA在PRC2复合体形成与功能中的作用11820220810154235001超强超韧中熵合金激光焊接结构在液氮温度中的循环加载力学特性与变形机制11920220810144949003乳腺癌筛诊疗全流程人工智能辅助平台12020220809170611004面向空间激光通信的2μm全光波长转换调制技术12120220809152330002pn 结型核壳异质结纳米颗粒材料构筑的微米球气敏性能研究12220220810155553002融合知识本体和环境信息的深基坑开挖风险管理决策支持研究12320220809161043002海洋微藻菱形藻紫黄素脱环氧酶（VDE/VDL）调控调控类胡萝卜素生物合成和积累的机制12420220809181431001基于旋转环境的高能效能量俘获机理研究12520220811170440003石墨烯碳基材料在绿色合成中的应用12620220811095710001后疫情时代大湾区观演类文化旗舰项目开发策略研究12720220804234538001螺旋面聚合物空腔内导电高分子的原位合成及分子器件的构建12820220810144826003以人大脑细胞为研究对象探讨载脂蛋白E在阿尔茨海默病中的作用机制12920220809173605001铋基水系碱金属离子负极的失效机理研究及界面优化设计13020220804114140001基于消费者策略行为的网红直播带货供应链优化决策研究13120220814182105001对应光储直柔的光伏新能源建筑能效要素的分析与控制软件开发13220220810172813001稳定化生活垃圾焚烧飞灰螯合物失稳研究13320220812142907001用于新冠病毒核酸现场检测的免扩增快速分子诊断方法研究13420220811110339002壮药三叶香茶菜中Ternifonane型二萜活性成分靶向EZH2构效关系及其增敏铂类化疗药物抗三阴性乳腺癌的作用机制研究13520220810172237002基于脑网络的晕动症动态预测模型研究13620220810164450001压缩浇筑海水海砂混凝土力学性能和耐久性研究13720220810173216001lncRNA-H19调控miRNA-181a/TLR-4在牙髓炎中的作用及其机制研究13820220810153439004面向通信感知一体化可重构毫米波液晶天线技术研究13920220811094132001基于功能磁共振的大脑全局动态模式研究14020220810163220001核电厂事故推演与操纵员任务动态交互的风险监测预警方法研究14120220810173255002基于多时相三维探地雷达图像的道路隐患快速普查14220220810112354002面向复杂小样本的多目标化局部特征选择方法研究14320220809120915001碳-氮多重共振窄谱带电致发光材料的性能研究14420220811154353002通用并行计算平台上的数据流编程接口14520220810100345001双碳背景下可持续平台供应链韧性管理关键技术研究14620220810152104001机器学习中的随机算法研究14720220810095646001面向5G/6G通信的宽带高增益低复杂度缝隙天线研究14820220810142132002钢管-高强螺旋箍筋复合约束再生混凝土柱本构关系与优化设计14920220808141921001采用全息光镊技术实现微纳机器人操控与单细胞成像的研究15020220807153901001面向反渗透浓盐水零排放的新型膜蒸馏用Janus复合膜的制备及其耐久性研究151202208101547460013D打印全连通微通道结构生物陶瓷支架用于血管化骨修复的研究15220220809141216003面向弱小目标的智能视觉检测跟踪理论与方法15320220811031202001可控释自修复骨料性能调控机理与可靠度分析15420220810155330003高能量密度硅碳复合负极材料研发15520220811090420002新业态从业者心理健康现状及其干预研究15620220810163915001电场作用下CFRP-钢混凝土结构的性能评估及可靠度设计15720220809155933002滨海环境下韧性复合材料的轻量化设计、制备与力学性能研究15820220810164959001复杂荷载作用下微胶囊自修复混凝土细观损伤演化机制研究15920220811153252002智能环境下在线健康社区的用户信任风险扩散机制及控制策略研究160202208102027070010-6岁儿童家庭的基层卫生服务利用及健康管理模式研究16120220810120421001柔性导电结构可控制造新方法及其原理研究16220220809155455002基于在线优化和强化学习的无人机通信网络物理层安全关键技术研究16320220808191211001

齿轮线激光三维测量研究评述石照耀, 孙衍强摘　要：齿轮线激光三维测量是实现三维全齿面数据快速采集的一项关键技术。这种方法弥补了传统测量技术依赖于齿面上有限数量的特征点和特征线的局限和小样本数据处理方法的不足，可真实反映复杂齿面的三维形貌，包括尺寸和修形等信息。本文介绍了线激光传感器的主要生产厂商以及传感器特定的设计与功能，揭示了线激光传感器在当代智能制造领域的突出作用和发展趋势。根据齿轮线激光三维测量技术应用场景和搭载设备的不同，综合比较了六种不同解决方案的特点及相关研究进展和发展态势。最后，总结了齿轮线激光三维测量面临的挑战，并从五个主要方面分析了齿轮线激光三维测量未来的研究前景。总之，这些进步将为齿轮线激光三维测量和相关领域提供新的机会，以开发满足广泛应用的创新技术和产品。关键词：齿轮；齿轮测量；线激光测量；线激光传感器；齿轮三维测量1 引 言 1923年，德国Zeiss公司发明了机械展成式渐开线检查仪，标志着齿轮精密测量的开始。一百年来，齿轮测量技术经历了纯机械式、电动式到CNC式的三代发展；目前处于向下一代齿轮测量跨越的关键阶段。传统的齿轮测量以齿面上少数“点”、“线”为基础，仅包含了复杂齿面的局部几何信息，用对局部几何信息的评价来替代对整个齿轮的评价，由此构筑了一系列齿轮精度标准的基础。虽然这种齿轮误差评价方式已形成体系，但这种“小样本”处理方法存在的固有垢病是显而易见的，难以反映整个齿轮真实的质量情况。新一代齿轮测量的主要特征就是齿轮全信息三维测量。目前，有两种主要力量推动齿轮测量技术的发展。一是齿轮产业发展对齿轮测量不断呈现出的新要求，二是不断进步的关联技术在齿轮测量领域的渗透。齿轮产业的新需求表现为齿轮质量的完整评价与性能控制、大批量齿轮的现场检测、特大特小齿轮的测量等，关联技术有复杂曲面三维测量、大数据处理、微电子、软件工程、云平台、误差修正等。这两股力量的深度交汇，推动了齿轮测量技术的快速发展，其测量方法分为两类，其一是基于齿轮测量中心或多维坐标测量机的接触式测量方法；其二为光学式非接触测量方法，诸如激光三角测量、激光全息术、CT扫描等。总体而言，接触式测量的精度高、测量效率低，测量技术相对成熟；而非接触测量的精度偏低、测量效率高。但后者快速获取所有轮齿的全部几何信息。近些年，光学式非接触测量方法在齿轮全信息三维测量中不断得到研究和应用。特别是，线激光测量作为一种典型的激光三角法，因测量效率高，已成为齿轮三维误差信息获取的一种主要方法，也是过去几年的研究热点。齿轮线激光三维测量方法获取到的三维齿面信息全面、数据完整，蕴含丰富的有价值而未解构的信息。本文论述了齿轮线激光三维测量方案及其国内外研究现状，分析齿轮线激光三维测量中的关键问题以及可能的解决方案，并展望了未来的发展趋势。2　研究现状2.1 齿轮线激光三维测量原理建立如图1所示的4个坐标系：齿轮坐标系σg、机器坐标系σ0、传感器坐标系σs和测量光线坐标系σl。图1 坐标系及其空间关系被测齿轮安装在测量仪器主轴上并随之回转，线激光传感器布置在被测齿轮的周向上，可以是一个传感器，也可以是多个传感器。被测齿轮的安装方式也不仅仅局限于图1所示的芯轴安装，也可以是卡盘等其他方式。仪器主轴的圆光栅回转角度信号作为外部编码器触发源，触发线激光传感器实时采集被测齿轮齿面的几何形貌信息。2.2 齿轮线激光三维测量方案自2015年起，陆续有齿轮线激光三维测量设备问世。目前，根据齿轮线激光三维测量技术应用场景和搭载设备的不同，国内外厂商提出了以下几种解决方案。2.2.1 基于齿轮测量中心的齿轮线激光三维测量方案以齿轮测量中心为主要搭载设备，在其现有多测头组件基础上新增加了一个线激光传感器，提出了基于齿轮测量中心的齿轮线激光三维测量方案：线激光传感器借助于三个直线运动轴在可测空间中实现任意位置移动，其角度位置可通过转接安装底座实现两个方向至少±90°范围内任意角度的调整；借助于齿轮测量中心回转轴的旋转运动，线激光传感器实时采集被测齿轮的齿面信息，并重构三维齿面模型。该测量方案的典型厂商和仪器包括：Gleason公司的300GMSL多传感器齿轮检测仪和Wenzel公司的CORE系列高速自动化光学扫描测量仪等。2.2.2 基于精密转台的齿轮线激光三维测量方案以精密转台为主要搭载设备，在其周边布置两个或两个以上的线激光传感器(测量每个齿面的传感器保证至少有一个)，提出了基于精密转台的齿轮线激光三维测量方案：精密转台以给定速度做回转运动，回转角度信号作为外部触发源触发线激光传感器同步采集被测齿轮的齿面信息，经坐标变换和解耦分析后，可重构被测齿轮的三维齿面模型。该测量方案的典型厂商和仪器包括：HEXAGON公司的3D非接触现场型齿轮检测仪、+VANTAGE公司的3D非接触式齿轮检测仪和DWFRITZ Metrology公司的ZeroTouch系列齿轮在线检测仪等。2.2.3 基于综合测量仪的齿轮线激光三维测量方案以齿轮综合测量仪为主要搭载设备，被测齿轮的一侧装有标准齿轮用于综合测量，在另一侧增加一个或两个线激光传感器用于分析测量，提出了基于综合测量的齿轮线激光三维测量方案：同一个测量循环内，完成被测齿轮综合误差功能测量的同时，线激光传感器同步采集齿面信息进行分析测量。该测量方案的主要厂商和仪器包括：Gleason公司的GRSL型齿轮啮合测量仪等。2.2.4 基于加工机床的齿轮线激光三维测量方案以加工机床为主要搭载设备，新增加一个与机床加工刀具安装转接方式相同的线激光传感器，提出了基于加工机床的齿轮线激光三维测量方案：由于与机床加工刀具具有相同的安装转接方式，刀具能够实现的所有运动，新增加的线激光传感器同样可以完成。齿轮在加工完毕后无需卸下，只需将刀具更换为线激光传感器便可进行加工齿轮齿面数据采集，并完成齿轮三维重建和测量分析，保证了加工与检测的相同基准。该测量方案的主要厂商和仪器包括：DMGMORI公司为齿轮生产线配备的线激光传感器测量组件单元，适用于DMU85 FD monoBLOCK、DMC125 FD duoBLOOK等不同型号的加工机床等。2.2.5 基于关节臂的齿轮线激光三维测量方案以关节臂坐标测量机为主要搭载设备，紧靠着接触式测头手柄附加了一个线激光传感器，提出了基于关节臂的齿轮线激光三维测量方案：线激光传感器可随关节臂到达被测齿轮所处的可测区域并采集齿面信息，通过关节臂的坐标变换关系与解耦分析，重构被测齿轮的三维齿面模型。该测量方案的主要厂商和仪器包括：Faro公司的Quantum ScanArm便携式三维关节臂测量仪、Hexagon公司的ROMER便携式关节臂测量机和Nikon公司的MCAx+系列便携式三坐标测量仪等。2.2.6 基于三坐标测量机的齿轮线激光三维测量方案以三坐标测量机为主要搭载设备，在其现有的多自由度连接基座上加装一个线激光传感器，提出了基于三坐标测量机的齿轮线激光三维测量方案：线激光传感器借助于三坐标测量机的三个直线运动轴和多自由度连接基座在可测空间中实现任意位置移动和两个角度方向的任意角度调整；但必须配备精密回转台才能改善并提高齿轮线激光三维测量效率，降低三维齿面模型的重构难度。该测量方案的典型厂商和仪器包括：Hexagon公司的GLOBAL三坐标测量机和Nikon公司的配备L100/LC15Dx/XC65Dx的三坐标测量机等。2.2.7 北京工业大学石照耀教授团队的齿轮线激光三维测量方案石照耀教授团队自2015年起便开始了齿轮线激光三维测量技术及设备的相关研究，提出了两种齿轮线激光三维测量方案并研制了两套齿轮线激光三维测量仪器，如图2所示。图2 作者团队的齿轮线激光三维测量方案在不同应用场景下，线激光传感器搭载不同设备可实现被测齿轮三维齿面点云数据的快速获取，具有测量齿面信息全面、测量效率高等优点。基于精密转台、综合测量以及加工机床的齿轮线激光三维测量方案，适用于齿轮生产现场。前两种为齿轮产线的专用设备，适配整条产线的生产节拍，更适合大批量齿轮在线100%全检；第三种是一个独立单元，属于通用设备，适配DMGMORI多种型号的加工机床，无需考虑生产节拍，更适合齿轮加工后的在机100%全检。基于齿轮测量中心的齿轮线激光三维测量方案，测量精度较高，为了确保较高的测量效率，仍需要借助接触式测头进行偏心修正和初始定位。基于坐标测量机的齿轮线激光三维测量方案，受精密转台配件的影响，限制了应用场景。基于关节臂的齿轮线激光三维测量方案，齿轮无需装夹，传感器装卸无需重复校准，自由灵活，但测量精度难以满足高精度等级齿轮测量需求。2.3 齿轮线激光三维测量研究进展线激光三维测量技术受到多家齿轮计量检测、加工生产厂商的青睐，但主要集中在国外；国内结合线激光测量技术转化为齿轮测量仪器或装置的案例几乎空白。此外，国内外专家学者也十分关注齿轮线激光三维测量技术的发展，在实验室条件下做了相关的理论与应用研究。不莱梅大学提出一种风电大齿轮在线检测方案，可扫描单个轮齿的整个齿面，对齿轮断裂和其他缺陷形式进行检测，并对损伤情况定量分析，避免了大齿轮装卸困难的问题，但全部轮齿的扫描测量还难以实现。北卡罗来纳UNC精密计量中心采用光学CMM (Nikon HN3030) 进行线激光扫描，能够在合理的时间内可靠地采集所有齿面的数据，其中四分之一的测量点位于评价范围内，并可用于被测齿面的面区域评价。国立台湾科技大学提出了一种在五轴机床上基于线激光传感器的螺旋锥齿轮非接触测量系统，与Klingelnberg P40 GMC的报告相比，齿距和最大齿面偏差分别在0.004 mm和0.05 mm以内。安徽理工大学提出了线激光齿轮测量中心的空间误差建模和精度分配方法，将几何误差由齿轮和线激光传感器的安装误差来代替，简化了误差传递关系。温州大学基于线激光传感器研究了齿轮齿廓偏差的检测方法，与接触式齿轮测量中心相比，7级精度齿轮的齿廓测量误差为1.47μm。笔者团队针对齿轮线激光三维测量技术也开展了相关研究。如图3所示，构建了一种基于高精密回转平台的齿轮三维测量装置，并将其深度融合到齿轮测量云计算平台中，提出齿面三维误差计算方法，制订了齿轮全生命周期数据交互格式标准，促进齿轮设计、制造、测量和在役阶段的数据交互。构建了一种基于齿轮测量中心的齿轮三维测量装置，对齿轮线激光三维测量中小弧段芯轴的中心确定、传感器偏置捕获完整齿廓以及全齿面误差评价等方面开展理论及实践研究。此外，我们还介绍了一种结合激光和视觉检测的齿轮在线测量的方法，如图4所示。这种创新方法有效地解决了接触测量技术测量效率、需要精密安装基准的局限性。可为小模数齿轮在线高精度、高效率检测提供稳健可靠的解决方案。图3 基于高精密回转平台的齿轮三维测量图4 融合激光与视觉的齿轮三维测量线激光测量技术在齿轮三维测量中应用广泛，相关的检测设备大多是由国外的齿轮加工、计量厂商来研制的，但测量与评价项目都是围绕传统评价指标进行。齿面的三维评价还处于探索、起步阶段，大量的三维齿面数据利用率不高，需要深度挖掘和充分利用。3　关键问题在齿轮线激光三维测量中，保证测量精度和全齿面测量是关键的技术问题。Hexagon、+Vantage3D、Gleason等公司也可能遇到过相同或者类似的现实问题，并采取了一些未公开的解决措施，特别是线激光传感器的光学特性、空间位姿参数的标定、测量位姿对结果的影响以及三维齿面数据的预处理等问题。4　研究前景4.1 挑战与齿轮线激光三维测量技术相关的挑战是多方面的，需要在以下几个关键的方面给予关注：(1) 平衡测量精度与测量速度；(2) 确保线激光传感器的稳定性、耐用性和精度；(3) 软硬件的集成与同步；(4) 解决齿轮材料的反射特性；(5) 降低环境影响与实时补偿；(6) 大数据的处理和分析；(7) 精密的校准和验证；(8) 平衡成本和性能。(内容详见链接正文)总之，这些挑战需要一种全面的解决方法，包括硬件设计、软件算法、数据处理技术、校准方法和成本优化策略的进步，以提高齿轮线激光三维测量系统的整体性能、可靠性和成本效益。4.2 研究前景线激光齿轮三维测量技术的研究前景，主要体现在：(1) 测量精度保证与提升；(2) 智能融合与场景应用；(3) 齿面三维大数据的深度挖掘与利用；(4) 传感器微型化与便携化以及系统集成化与网络化；(5) 齿轮测量云平台。(内容详见链接正文)5　结论为获取完整的三维齿面形貌，线激光测量作为一种典型的激光三角测量技术，已成为实现齿轮三维快速测量的有效方法之一，获取到的三维齿面数据完整、信息丰富。本文介绍了线激光传感器的主要生产厂商及其设计与功能的发展趋势，线激光传感器也将逐渐由功能多样化向突出单一功能优势的方向发展。线激光传感器根据搭载设备和应用场景的不同，在齿轮三维测量中表现出不同的特点和优势，本文总结的六种解决方案和笔者团队的线激光齿轮测量仪器也将会在不同领域的齿轮在线、在机、在室测量中发挥重要的作用。为了保证线激光齿轮三维测量的测量精度、实现全齿面测量，分析了线激光传感器的光学特性、位姿参数标定、测量位姿特性以及三维测量数据预处理等关键技术问题及其解决思路，这也是确保齿轮高精度三维重构的重要一环。线激光齿轮三维测量技术未来的发展前景主要聚焦于测量精度的保证与提升，多传感器智能融合与多场景应用，齿面三维大数据的深度挖掘与充分利用，传感器微型化与便携化以及系统集成化与网络化，齿轮测量云平台等方面。齿轮线激光三维测量技术使得三维复杂齿面的测量与评价成为可能，其中蕴含的大数据齿面信息更值得充分挖掘和利用，具有极强的现实意义和实用价值，必将促使齿轮光学测量技术的新发展、新应用，产生更大的、符合新时代齿轮行业发展的社会效益。参考文献74篇（略）

利用SU5000和Gatan 3View 2XP 对老鼠肝细胞截面的高分辨截面观测 图1. 老鼠肝细胞高分辨BSE图像仪器：热场发射SU5000 ， Gatan 3View® 2XPSEM（加速电压: 2 kV, 真空模式: 高真空）3View（图像大小: 16k×16k, 像素点尺寸: 2 nm/pixel, 观测区域: 33 mm×33 mm）图. 1 为老鼠肝细胞整体染色并树脂包埋后的高分辨截面观测结果，图中可观测到整个细胞及细胞器的分布。右图是左图黄框内区域数字放大5倍后的结果，图中可明显观测到细胞核 (N) 及其附近的内质网(ER) ，线粒体(M) 及嵴(←), 高尔基体(G), 糖原颗粒 (▲)分布。利用SU5000和Gatan 3View 2XP 对老鼠肝细胞超薄切片观测及三维重构 (a) 超薄切片观测图像 (b)三维重构结果（长为10 μm的正方体）(c) 三维重构 (XY 面, YZ 面，XZ 面）图2. 老鼠肝细胞连续切片及三维重构结果 图. 2 为老鼠肝细胞染色树脂包埋后连续切片（a）及三位重构（b）（c）结果。 三维重构图像可以通过300张截面图像堆叠计算得到。 由于热场发射电子枪束流的稳定性，可连续长时间地拍摄获取300多张的图像。通过三维重构的结果可直观地看到细胞尺寸结构及其细胞器的三维分布，能更多地获取生物细胞的信息。 利用SU5000和Gatan 3View 2XP 对老鼠肝细胞三维重构结果分析 图3. (a) 连续截面BSE图像堆叠图像结果 (b) 线粒体及细胞核体分布 (红色为线粒体，绿色为细胞核)（c）线粒体的尺寸分布直方图 通过连续切片获得的三维重构结果，可选择性的得到所需信息，如线粒体的分布，结构，尺寸数目的面分布及体分布等。 图3为三维堆叠图及后续分析出的线路体（红色）及细胞核（绿色）的分布图。可直观地观测到线粒体的形状，结构及分布。 图2显示的是线粒体的尺寸分布直方图,可通过软件直接得到线粒体的体分布和面分布，进而分析细胞内线粒体的数目及分布。 仪器： 热场发射SU5000 Gatan 3View® 2XP 三维重构： Image Pro Premier 3D (Media Cybernetics Inc.)SEM条件：加速电压　2 kV 真空模式　高真空3View条件：图像尺寸　8k×8k 像素尺寸　4.4 nm/pixel 观测区域　36 mm×36 mm 切片厚度　50 nm 切片数　 300 该产品更多信息请关注:SU5000 http://www.instrument.com.cn/netshow/SH102446/C220210.htm 关于日立高新技术公司：日立高新技术公司，于2013年1月，融合了X射线和热分析等核心技术，成立了日立高新技术科学。以“光”“电子线”“X射线”“热”分析为核心技术，精工电子将本公司的全部股份转让给了株式会社日立高新，因此公司变为日立高新的子公司，同时公司名称变更为株式会社日立高新技术科学，扩大了科学计测仪器领域的解决方案。日立高新技术集团产品涵盖半导体制造、生命科学、电子零配件、液晶制造及工业电子材料，产品线更丰富的日立高新技术集团，将继续引领科学领域的核心技术。更多信息敬请关注日立高新官方网站：http://www.hitachi-hightech.com/cn/

中国大部分污水处理厂都处于温带地区，都会经历温度比较低的冬季，尤其是北方地区的污水处理，冬季运行具有低温时间长 、水温低 、进水污染物浓度高、污泥活性较弱等特点，增加了污水处理的难度，不利于污水处理的进行。因而进入冬季运行时应强化自身运行管理，应对冬季运行的不利因素，确保污水厂冬季高效运行，从而稳定达标、足额减排。在此结合以往进水情况和冬季运行的经验，总结以下运行办法，以强化和优化污水处理厂运行管理 ，确保足量处理污水、出水水质稳定达标。1、加强污水处理厂运行的全过程管理从细处入手确保各个污水处理单元充分发挥应有的功能。对出现的故障和问题，应及时发现、及时分析和解决。避免小问题和小故障得不到解决，拖成大问题，影响整个系统的稳定运行。须特别注意因为格栅 、沉砂池 、水解酸化池 、污泥脱水机等运行不正常，从而加重了生化处理系统的负担，引起生化系统运行不正常，造成出水不稳定的问题，这些状况需要引起足够重视并加以改进。污水处理厂应结合自身工艺运行的运行规律、污泥的性状、污染物的降解变化规律等生化系统的具体情况；结合进水水质 、水量的日变化、月度变化等情况。通过适当的工艺优化调整，确保足量处理污水、出水水质稳定达标，同时节能降耗优化运行成本。2、调整运行参数冬季污水处理厂进水浓度普遍偏高、水温较低、活性污泥活性较弱，反应速度较慢，污水处理厂需结合自身工艺和进水特征进行生产运行参数调整 。具体参考如下： a、以生活污水为主的厂可控制略低的F/M 、以工业废水为主的厂宜控制较低的 F/M ，宜控制在 0.03--0.08kgBOD5/kgMLSSd。b、根据自身工艺特点，进行适当的曝气控制。在保证所有单元格曝气充足前提下将DO值控制在 2.0～3.5mg/L ，不宜过高。如曝气过量，可能引起污泥系统活性不强、性状不佳、沉降性能较差等问题，还增加了运行成本。c．保证预处理单元的正常工作，保证 生化池各单元格中污泥MLVSS/MLSS 、SV30 、SVI在正常范围。d．根据具体工艺运行情况，对内外回流量、回流比等参数进行调整。e．适当提高污泥浓度MLSS，在细菌代谢能力下降的前提下，使总量的污泥代谢能力能保持稳定。3、保证脱氮效果在生物脱氮过程中，含氮化合物在微生物作用下相继发生下列反应：氨化反应一硝化反应一反硝化反应，最终以N2形式从污水中脱离。硝化反应的适宜温度是 20～30℃，15℃以下时，硝化速度下降，5℃时完全停止。反硝化反应的适宜温度是 20~ 40℃，低于15℃时，反硝化菌的增殖速率降低，代谢速率也降低。东北地区冬季的污水温度在10℃左右甚至更低 ，远远达不到硝化菌及反硝化菌的最适温度 ，对氮的去除效率有很大程度的影响。硝化细菌比反硝化细菌更易受到低温的影响，导致硝化反应不足，低温运行过程中如果控制不当极易出现NH3-N不稳定的情况。可通过适当提高MLSS，增加污泥龄(宜控制在15～25天)。适当增加曝气可以起到一定程度的保持水温的效果，并且可以提高DO ，是一种常用的控制NH3-N处理效果的方法。NH3-N处理的关键是硝化细菌，应保持处理系统 的稳定运行 ，不能受到严重冲击 ，否则冬季硝化细菌很难恢复。4、控制污泥膨胀冬季低温运行时因污泥活性降低 、工艺运行不正常极易出现污泥膨胀的问题。此时的污泥膨胀具有三个显著的特点：一是发生率极高，有60％的城市污水处理厂每年都发生污泥膨胀；二是普遍性，在各种类型的活性污泥工艺中都存在，甚至最不易发生污泥膨胀的间歇式曝气池也发生了这一问题；三是危害严重，它不仅使污泥流失 、出水悬浮物(SS )超标 ，而且还大大降低了处理能力。一旦发生污泥膨胀则很难控制或需要相当长的时间才能恢复。应对污泥膨胀应控制好适当的污泥负荷，不宜过低。有厌氧区选择区的工可以利用生物选择功能抑制丝状细菌的生产 ，避免污泥膨胀。工艺运行人员应对污泥性状进行及时了解，当SVI超过150时，应引起足够重视。必要时可投加化学药剂进行控制。人工合成的高分子阳离子多聚物对控制污泥膨胀的效果较好 ，而且对产泥量的影响很小，但是费用很高。在一些情况下，投加无机絮凝剂(如石灰或三氯化铁)效果也不错，但会使产泥量大大增加，给后续的污泥处理带来一定的困难。另外，投加泥土和纤维质也适用于一些工业废水的处理(如造纸废水)，但这也只是一种短期行为。氯和过氧化氢已经在抑制丝状菌生长方面有了成功的应用。由于氯相对便宜且易于现场操作，因此应用得较为广泛，有超过50％的污水处理厂利用氯来控制丝状菌引起的污泥膨胀。加氯的目的是为了杀死附着在絮体微生物表面的丝状菌，但这两类细菌对氯的敏感性没有明显的差别，因此氯的投加量要控制到刚好能杀死丝状菌而不能伤害到絮体微生物，如果过量同样不利于改善污泥性能。5、合理调整药剂投加处理过程中有高效沉淀池或化学处理单元的污水厂，运行过程中应首先考虑应强化生化系统的处理污染物，再采取化学处理来把关。避免过分依靠化学处理来维持水的稳定，通过化学处理将产生大量的化学污泥 ，如处理不及会导致系统的恶性循环。投加药剂必须规范加药流程和制度，由专人负责加药管理；每天不同时段的加药量，必须结合二沉池水状况、烧杯实验数据以及出水在线数据等的情况；合理调节，避免药剂浪费。6、严控进水指标冬季进水量相对较少，工业污水比例有所提高，应加强进水源头的控制。一旦发现进水在线数据异常时，运行人员应立即现场查证，一旦确定进水污染物偏高的异常情况，应采用应急措施处理，并留下证据，及时与主管部门沟通 ，必要时以书面形式进行报告。7、加强生产数据的收集 、整理 、统计和分析工作 应特别注意强化数据的统计分析 ，并将数据分析的结论指导生产运行的调整和调节。各分公司、污水处理厂应加强化验分析工作，确保化验数据及时、准确 、可靠；同时确保生产有关数据的有效可靠。数据的可靠性是开展数据分析的前提，如果前提有误，那必然导致结果的错误。8、加强污泥脱水系统管理冬季污泥活性差，给污泥脱水系统的运行管理带来难度，脱水污泥的含水率不易控制。应加强污泥浓缩、脱水系统的运行管理，并根据生产需要合理安排脱水机的运行；保证生化系统维持适当MLSS。切忌避免由于脱水机运行不正常，引起剩余污泥(或化学污泥)在处理系统中恶性循环，导致进入生化系统的浓度升高，同时给活性污泥带来不良影响。同时对絮凝剂的用量进行积极探索，可开展小试摸索规律 ，尽量使用自来水进行配药，降低PAM用量。因冬季配药水温低，严重影响聚丙烯酰胺的溶解，可以考虑在配药罐、配水管、水箱处加装加热装置，以提高水温。9、注意巡检安全冬季低温时室外设施容易出现冻胀、结冰等情况，应加强厂内各处理单元的巡检工作，包括工艺巡检和设备巡检，及时发现运行过程的异常情况，及时处理。需特别注意进水、出水、生化池等地的巡检；及时发现异常情况，及时处理。10、加强设备及仪器保养冬季下雪、上冻后，对设备设施的维护保养工作将从室外工作转入室内工作，应提前做好关键设备的维护保养和维修工作，特别是对曝气和排泥系统进行系统的检修，保障关键设备冬季不大故障，如这些设备在冬季出现故障，带来的损失和检修难度将成倍增长。在运行中还应确保在线仪表设施(进水COD 、NH3-N以及过程控制中的DO 、PH等)的正常运行，保证数据获取和上传做到准确有效，以便充分发挥在线仪表的监控作用，及时发现和调整出现的异常情况。

6月3日，科技日报记者从中国科学院近代物理研究所获悉，该所材料研究中心科研人员与北京航空航天大学合作者利用核径迹技术提出了一种新型三维锂负极框架构型。相关研究成果近日发表在《先进能源材料》上。“探究高性能电池负极材料的理想框架构型是当前国际上的一个前沿科学问题。锂金属负极被认为是下一代锂电池的理想负极材料，然而循环过程中产生枝晶等问题阻碍了其商业化应用。”该所纳米材料室主任、研究员段敬来告诉记者，因此寻找兼具高能量密度、高功率密度和高循环稳定性的锂负极框架构型，对于研发高性能锂离子电池具有重要意义。　　科研人员基于兰州重离子研究装置，利用核径迹技术构建了一种新型三维多孔复合框架结构。该结构由三维纳米铜骨架和均匀分布的亲锂位点构成。当将其与锂金属复合作为锂离子电池负极时，该复合框架结构表现出超过2000小时的长循环寿命和高速率能力。即使在高面积容量和高电流密度下，复合负极在运行600小时后仍表现出稳定的循环性能。　　与同种材料的其他框架结构相比，该三维多孔复合框架结构显著提升了锂离子电池的电化学性能。进一步的研究表明，该复合框架结构的良好力学强度、高孔隙率和低孔隙迂曲度是电池性能提升的主要因素。　　段敬来介绍，该工作将核径迹技术引入电极材料领域，提出了一种新型金属锂负极框架构型，对于探寻高性能负极材料具有重要意义，有利于研究理想负极框架结构的具体形态，引发研究者对锂负极框架构型的更多讨论与思考，将有助于锂金属负极关键问题的解决和储能领域的发展。