精密单目显微镜

海顿科克直线传动是世界领先的直线运动产品制造商，公司最近发布了一个驱动精密显微镜窄片平台的应用，该工作平台移动的最小步长为15微米，最大推力为13N，在这个非常紧凑空间里的实现传动要求，无疑这是一个完美的机械结构，在精密的微流体或者光学仪器中经常会有这种需求。这个结构大约有22MM宽，25.2MM高，其行程最大可以达到64MM。 一个轻型的经过阳极氧化的铝合金型材做成的底座，底座两端分别安装有螺杆衬套和电机安装支架，整个结构的核心是海顿15000系列的永磁式直线步进电机，该电机已经成功应用在几千种结构应用中，该电机不需要复杂的控制设备，只需要简单的速度脉冲和方向信号。 整个结构的移动滑块是用带有自润滑效果的聚缩醛材料做成，滑块本身带有张紧弹簧，这能使滑块在运动过程中保证运动的精确性，滑块由2根涂有TFE涂层的直线滑轨做导向。滑块由KERK的螺杆驱动，螺杆由303不锈钢制成，并且由5种导程可选，分别是0.3MM,0.4MM,0.5MM,1.0MM,2.0MM,该螺杆一端固定在底座的螺杆衬套中，由于螺杆精密，所以当电机工作时，自然可以实现高精度的运动控制。 该电动载片平台结构还可以客户化定制，比如客户特定的底座，不同的行程（最高可达64MM）,传感器安装，客户化的布线等等，都可以根据客户要求定制。 更多信息请访问海顿直线电机（常州）有限公司网站http://www.haydonkerk.com.cn

一、项目基本情况1.项目编号：CFTC-BJ01-2311044项目名称：北京理工大学超精密低噪声测试平台系统采购预算金额：490.000000 万元（人民币）采购需求：采购标的用途数量是否接受进口产品投标简要技术参数或要求描述超精密低噪声测试平台系统用于教学及科研1套是详见招标文件第四章“货物需求一览表及技术规格”合同履行期限：签订合同之日起至质保期结束。本项目( 不接受 )联合体投标。2.项目编号：CFTC-BJ01-2311043项目名称：北京理工大学低温、强磁场、高压显微红外测试系统采购预算金额：306.000000 万元（人民币）采购需求：采购标的用途数量是否接受进口产品投标简要技术参数或要求描述低温、强磁场、高压显微红外测试系统用于教学及科研1套是详见招标文件第四章“货物需求一览表及技术规格”合同履行期限：签订合同之日起至质保期结束。本项目( 不接受 )联合体投标。3.项目编号：GXTC-A1-23630980项目名称：北京理工大学场发射环境扫描电子显微镜采购预算金额：462.000000 万元（人民币）最高限价（如有）：462.000000 万元（人民币）采购需求：序号货物名称主要规格单位数量交货时间交货地点是否接受进口产品投标1北京理工大学场发射环境扫描电子显微镜采购详见附件套1签订合同之日起10个月内货到采购人指定地点并安装调试验收完毕北京理工大学西山实验区是合同履行期限：签订合同之日起10个月内货到采购人指定地点并安装调试验收完毕 。本项目( 不接受 )联合体投标。4.项目编号：CFTC-BJO1-2311045项目名称：北京理工大学红外焦平面探测器综合测试与成像设备采购预算金额：430.000000 万元（人民币）采购需求：采购标的用途数量是否接受进口产品投标简要技术参数或要求描述红外焦平面探测器综合测试与成像设备教学及科研1套是详见招标文件第四章“货物需求一览表及技术规格”合同履行期限：签订合同之日起至质保期结束。本项目( 不接受 )联合体投标。二、获取招标文件时间：2023年12月04日 至 2023年12月11日，每天上午8:30至12:00，下午12:00至16:30。（北京时间，法定节假日除外）地点：北京市朝阳区东三环南路甲52号顺迈金钻国际商务中心9层9C方式：现场获取售价：￥500.0 元，本公告包含的招标文件售价总和三、对本次招标提出询问，请按以下方式联系。1.采购人信息名 称：北京理工大学　　　　　地址：北京市海淀区中关村南大街5号　　　　　　　　联系方式：陈老师010-68912384 　　　　　　2.采购代理机构信息名 称：国金招标有限公司　　　　　　　　　　　　地　址：北京市朝阳区东三环南路甲52号顺迈金钻国际商务中心9层9C　　　　　　　　　　　　联系方式：杨振豪、刘晓红、孙涛、王树凡、张含勇、王珊珊、边璐、谢丹丹010-53681306/1309（获取采购文件电话：010-53670136）　　　　　　　　　　　　3.项目联系方式项目联系人：杨振豪、刘晓红、孙涛、王树凡、张含勇、王珊珊、边璐、谢丹丹电　话：　　010-53681306/1309（获取采购文件电话：010-53670136）

现如今，全球跨国际性的合作已很常见，而有效促进合作更便利的工具就显得尤为重要。为此，Octonus开发了3DDM，这是一款高度精确且灵活的3D数字显微镜，能够让身处不同位置的团队成员在虚拟会议室中同时查看3D物体。而且3DDM还提供各种图像增强选项，使查看者可以使用单个系统快速查看更详细和完整的物体图片。Octonus凭借超过20年生产工业图像处理和分析系统的经验，已为许多项目提供硬件和软件。该公司是重构半透明物体内部结构的光学方法开发以及2-50毫米尺寸物体的精确3D模型开发方面的先驱者。3DDM的含义及工作原理Octonus 3DDM是以Leica Microsystems 的（Wetzlar，德国）M205a立体显微镜为基础。3DDM由一个标准的Leica平台和以下附件组成：一个安装在电动精密滑台上的物体支架，一个定制的LED照明系统以及一对FLIR Grasshopper3 相机。FLIR Grasshopper3相机FLIR Grasshopper3 相机系列将新的CCD和CMOS技术与Point Grey的专利技术相结合，实现了高性能、高质量的成像。其中Grasshopper3 GigE相机系列主要使用Sony CCD传感器和Sony Pregius IMX174传感器。为了创建图像，操作者在3DDM的物体支架上安装了一个样本。操作者可以使用鼠标、键盘或3D操纵杆等标准设备在相机的视野下旋转样本。同时，根据相机和系统的光学孔径调整聚焦驱动装置，从而捕获清晰的3D视频图像。随着被照明的样本在物体支架上旋转，两个FLIR Grasshopper GS3- U3-23S6C-C彩色相机会捕获实时的高质量视频流。PC以压缩视频格式将相机捕获的数据存储为3D视频流或3D/2D图像。它还在图像或视频序列的基础上存储每帧的完整数据集（光学孔径、光照系统和支架的所有数字设置），这使处理实时或录制数据成为可能。在PC上运行的图像分析软件以高十微米的精度测量物体特性。合并的2D/3D模式允许在3D空间中和沿穿透物体的投影面进行测量。3DDM的物体照明和数字增强选项凭借显微镜的多功能LED光源，可通过多种方式照明样本。光源可以同轴提供可见的近红外或紫外照明，到样品的背面，或到侧面，具体取决于其编程。暗视野照明是一种非常适用于捕获天然活体生物样本图片序列的技术，可增强所收集图片的对比度。3DDM还提供各种数字增强选项，使操作者能够捕获细节。这些选项的示例包括：★ 高动态范围成像 (HDRI) 可在原本曝光不佳的区域增强正确捕获的图像细节；★ 12位色调映射在标准显示器上支持精确的HDR图像显示；★ 扩展景深 (EDF) 技术用显示整个聚焦物体的单张照片的分析替代照片序列的分析；★ 自动提高图片分辨率和视野的图像切换算法。3DDM的更多功能虚拟会议室3DDM使用3D电视和立体眼镜来创建虚拟会议室，从而促进全球团队合作。演讲者可以添加经过标注的图像，或通过使用鼠标光标、切换图像、放大和缩小、更改FPS或者添加和删除图层来将同事的注意力引导到重要的细节上。还可以通过3D模型、测量工具和增强现实等计算机生成的输入，对现实世界的元素进行补充。定制3DDM为客户和开发人员提供C++ SDK（软件开发工具包）。该SDK可用于控制系统的光照、光学单元和支架，它还允许对现有图像处理算法进行扩展或添加。后续步骤在不久的将来，Octonus将通过把其相机从2.3 MP 升级到5-12 MP，提高3DDM所捕获的3D视频图像的分辨率。Octonus开发的3DDM中最核心的要素就是FLIR Grasshopper相机它让图像细节捕获的更加清晰让全球各地的团队合作更加紧密

5月24 - 26日，在首届“科学仪器开发者大会”上，致真精密仪器自主研发的原子力显微镜系列产品重磅发布！此次发布的产品包括多功能原子力显微镜（AtomicaPrecision）、晶圆级原子力显微镜（Wafer Mapper-M）。该产品稳定性强、可拓展性良好、提供定制服务；可拓展横向力显微镜、静电力显微镜、磁力显微镜、扫描开尔文探针显微镜、刻蚀和纳米操作等。该产品作为高速、高精度微观形貌表征及综合物性分析工具，可以为高端科研与企业生产研发提供更多的选择与助力。“精彩花絮致真精密仪器携新品亮相展位，莅临的嘉宾们在现场通过亲自参与操作，快速了解产品的核心卖点。体验结束后，表示新产品在性能、操作便捷性等方面都有较好的感受，非常期待未来能够与致真精密仪器展开更深入的合作。致真精密仪器董事长兼首席技术官张学莹博士在大会上作了《高精度扫描探针显微镜的研制和应用》的报告，从原子力显微镜系列新品的开发背景、相关核心技术、多物性分析应用和市场前景等方面对新品进行全面讲解，详细展示了产品在纳米结构高清成像、液下生物细胞成像、高清磁畴（斯格明子）成像、铁电畴成像等方面的精彩效果，引起现场专家学者的浓厚兴趣，获得高度关注。“产品介绍致真精密仪器科研级原子力显微镜AtomicaPrecision产品介绍利用微悬臂探针结构对导体、半导体、绝缘品等固体材料进行三维样貌表征，纵向噪音水平低至0.03 nm(开环），可实现样品表面单个原子层结构形貌图像绘制。可以测量表面的弹性、塑性、硬度、黏着力、磁性、电极化等性质，还可以在真空，大气或溶液下工作，在材料研究中获得了广泛的使用。设备亮点● 多种工作模式● 适配环境：空气、液相● 多功能配置● 稳定性强● 可拓展性良好典型案例晶圆级原子力显微镜Wafer Mapper-M产品介绍利用微悬臂探针结构可对导体、半导体、绝缘品等固体材料进行三维样貌表征。样品台兼容12寸晶圆，电动样品定位台与光学图像相结合，可在300X300mm区域实现1μm的定位精度，激光对准，探针逼近和扫描参数调整完全自动化操作。可用于产线，对晶圆粗糙度进行精密测试。设备亮点● 多种工作模式● 适配环境：空气、液相● 可旋转式扫描头● 多功能配置● 稳定性强、可拓展性良好典型案例在新质生产力与大规模设备更新的推动下，国产替代的呼声愈发高涨，已成为行业发展不可逆转的潮流，致真精密仪器一直以来致力于实现高端科技仪器和集成电路测试设备的自主可控和国产替代，通过工程化和产业化攻关，已经研发了一系列磁学与自旋电子学领域的前沿科研设备，包括“原子力显微镜、高精度VSM、MOKE等磁学测量设备、各类磁场探针台、磁性芯片测试机等产线级设备、物理气相沉积设备、芯片制造与应用教学训练成套系统等”等，如有需要，我们的产品专家可以提供免费的项目申报辅助、产品调研与报价、采购论证工作。致真精密仪器拥有强大的自主研发和创新能力，产品稳定精良，多次助力中国科研工作者取得高水平科研成果。我们希望与更多优秀科研工作者合作，持续提供更加专业的技术服务和完善的行业解决方案！欢迎联系我们！除此之外，我们还可以为各位老师提供免费测试服务，有“磁畴测试”、“SOT磁畴翻转”、“斯格明子观测”、“转角/变场二次谐波”、“ST-FMR测量”、“磁控溅射镀膜”等相关需求的老师，可以随时与我们联系。

产品简介原子力显微镜利用微悬臂下方的探针和样品表面距离缩小到纳米级，探针和样品表面的分子间作用力使得悬臂受力形变。探针针尖和样品之间的作用力与距离有强烈的依赖关系，即可以通过检测悬臂受力的弯曲程度，从而获得样品表面形貌信息。不同于电子显微镜只能提供二维图像，AFM能提供真实的三维表面图。同时,AFM不需要对样品的任何特殊处理,如镀铜或碳，这种处理对样品会造成不可逆转的伤害。第三，电子显微镜需要运行在高真空条件下,原子力显微镜在常压下甚至在液体环境下都可以良好工作。这样可以用来研究生物宏观分子，电池材料，甚至活的生物组织。利用微悬臂探针结构对导体、半导体、绝缘品等固体材料进行三维样貌表征,纵向噪音水平低至0.03nm(开环)，可实现样品表面单个原子层结构形貌图像绘制。AFM最大的特点是可以测量表面原子之间的力,AFM可测量的最小力的量级为10-14-10-16N。AFM还可以测量表面的弹性,塑性、硬度、黏着力等性质,AFM还可以在真空,大气或溶液下工作,在材料研究中获得了广泛的研究。产品由本公司自主研发,稳定性强，可拓展性良好，提供定制服务 可拓展横向力显微镜 静电力显微镜 磁力显微镜 扫描开尔文探针显微镜 刻蚀和纳米操作等。该产品作为高速、高精度物质形貌表征工具,可以为高端科研与企业生产研发提供更多的选择与助力。设备性能XY方向噪音水平:0.2nm闭环 0.02nm开环。Z方向噪音水平:0.04nm闭环 0.03nm开环。XY方向非线性度:0.15% Z方向非线性度:1%图像分辨率:128x128,256x256,512x512,1024x1024，2048x2048扫描范围:最大可达100μmx100umx10 μm样品尺寸:最大可达直径15 mm,厚度5 mm全自动步进电机控制进样系统:行程30mm，定位精度50nm/步 设备特色工作模式:包括接触、轻敲、相移成像(Phase-lmaging)等多种工作模式适配环境:空气、液相多功能配置:横向力显微镜 静电力显微镜 磁力显微镜 扫描开尔文探针显微镜 刻蚀和纳米操作

项目概况2021年广东省医疗器械质量监督检验所综合检验一室仪器设备采购项目招标项目的潜在投标人应在广东省政府采购网https://gdgpo.czt.gd.gov.cn/获取招标文件，并于2021年11月12日 09时30分（北京时间）前递交投标文件。一、项目基本情况项目编号：440001-2021-50714项目名称：2021年广东省医疗器械质量监督检验所综合检验一室仪器设备采购项目采购方式：公开招标预算金额：1,250,000.00元采购需求：采购包1(综合检验一室仪器设备采购项目):采购包预算金额：1,250,000.00元品目号品目名称采购标的数量（单位）技术规格、参数及要求品目预算(元)最高限价(元)1-1其他专用仪器仪表仪器设备1(批)详见采购文件--1-2其他仪器仪表血管内超声诊断设备弦线体模1(套)详见采购文件--1-3其他仪器仪表精密测量显微镜1(套)详见采购文件--本采购包不接受联合体投标合同履行期限：按标的提供时间要求二、申请人的资格要求：1.投标供应商应具备《政府采购法》第二十二条规定的条件，提供下列材料：1）具有独立承担民事责任的能力：在中华人民共和国境内注册的法人或其他组织或自然人， 投标（响应）时提交有效的营业执照（或事业法人登记证或身份证等相关证明） 副本复印件。分支机构投标的，须提供总公司和分公司营业执照副本复印件，总公司出具给分支机构的授权书。2）有依法缴纳税收和社会保障资金的良好记录：提供投标截止日前6个月内任意1个月依法缴纳税收和社会保障资金的相关材料。 如依法免税或不需要缴纳社会保障资金的， 提供相应证明材料。3）具有良好的商业信誉和健全的财务会计制度：供应商必须具有良好的商业信誉和健全的财务会计制度（提供2020年度财务状况报告或基本开户行出具的资信证明） 。4）履行合同所必须的设备和专业技术能力：按投标（响应）文件格式填报设备及专业技术能力情况。5）参加采购活动前3年内，在经营活动中没有重大违法记录：在经营活动中没有重大违法记录：参照投标（报价）函相关承诺格式内容。 重大违法记录，是指供应商因违法经营受到刑事处罚或者责令停产停业、吊销许可证或者执照、较大数额罚款等行政处罚。（较大数额罚款按照发出行政处罚决定书部门所在省级政府，或实行垂直领导的国务院有关行政主管部门制定的较大数额罚款标准，或罚款决定之前需要举行听证会的金额标准来认定）2.落实政府采购政策需满足的资格要求： 无。3.本项目的特定资格要求：合同包1(综合检验一室仪器设备采购项目)特定资格要求如下:(1)供应商未被列入“信用中国”网站(www.creditchina.gov.cn)“记录失信被执行人或重大税收违法案件当事人名单”记录名单； 不处于中国政府采购网(www.ccgp.gov.cn)“政府采购严重违法失信行为信息记录”中的禁止参加政府采购活动期间。 （以采购代理机构于投标（响应） 截止时间当天在“信用中国”网站（www.creditchina.gov.cn） 及中国政府采购网（http://www.ccgp.gov.cn/） 查询结果为准， 如相关失信记录已失效， 供应商需提供相关证明资料） 。(2)单位负责人为同一人或者存在直接控股、 管理关系的不同供应商，不得同时参加本采购项目（或采购包） 投标（响应）。 为本项目提供整体设计、 规范编制或者项目管理、 监理、 检测等服务的供应商， 不得再参与本项目投标（响应）。 投标（报价） 函相关承诺要求内容。三、获取招标文件时间：2021年10月22日至2021年11月10日，每天上午00:00:00至12:00:00，下午12:00:00至23:59:59（北京时间,法定节假日除外）地点：广东省政府采购网https://gdgpo.czt.gd.gov.cn/方式：在线获取售价：免费获取四、提交投标文件截止时间、开标时间和地点2021年11月12日 09时30分00秒（北京时间）地点：广州市天河区龙怡路117号银汇大厦5楼广东志正招标有限公司会议室五、公告期限自本公告发布之日起5个工作日。六、其他补充事宜1.本项目采用电子系统进行招投标，请在投标前详细阅读供应商操作手册，手册获取网址：https://gdgpo.czt.gd.gov.cn/help/transaction/download.html。投标供应商在使用过程中遇到涉及系统使用的问题，可通过400-1832-999进行咨询或通过广东政府采购智慧云平台运维服务说明中提供的其他服务方式获取帮助。2.供应商参加本项目投标，需要提前办理CA和电子签章，办理方式和注意事项详见供应商操作手册与CA办理指南，指南获取地址：https://gdgpo.czt.gd.gov.cn/help/problem/。3.如需缴纳保证金，供应商可通过"广东政府采购智慧云平台金融服务中心"(http://gdgpo.czt.gd.gov.cn/zcdservice/zcd/guangdong/)，申请办理投标（响应）担保函、保险（保证）保函。/七、对本次招标提出询问，请按以下方式联系。1.釆购人信息名 称：广东省医疗器械质量监督检验所地 址：广州市萝岗区科学城光谱西路1号联系方式：陈工020-666027682.釆购代理机构信息名 称：广东志正招标有限公司地 址：广东省广州市天河区龙怡路117号501、503、504、505、506房联系方式：020-875546183.项目联系方式项目联系人：叶小姐、吴小姐电 话：020-87554618广东志正招标有限公司2021年10月22日

日前，“双校记：透过显微镜看哈佛与清华”线上展览正式开幕，该展览由清华大学科学史系、清华大学科学博物馆与哈佛大学科学史系、哈佛历史科学仪器收藏馆联合举办，是清华大学科学博物馆与国外著名大学博物馆合作举办的线上系列展览之一。显微镜是近代科学的标志仪器。1665年，伦敦大瘟疫暴发，胡克出版了《显微图谱》一书，他使用的显微镜可以把标本放大30多倍，此后，荷兰的列文虎克研制了独具风格的、可放大200多倍的单式显微镜。18世纪之后，显微镜逐渐流通到世界各地，满足了人们的好奇心，揭开了自然界隐藏的奥秘，极大地促进了现代科学的进步。显微镜也进入了大学的课堂、实验室和博物馆。该线上展览展示了哈佛大学与清华大学所使用、制造和收藏的众多类型的显微镜，从一个侧面折射了这两所世界著名大学在科学教育、科学研究以及历史收藏等方面的发展轨迹。两代哈佛人的显微镜本次展览展出了一套生产于1720年前后的威尔逊螺旋筒型和圆规型单式显微镜，开发这类仪器的初衷是为了满足人们对小型便携式仪器日益增长的需求。这套显微镜原属于哈佛大学第9任校长爱德华霍利奥克。他在任期间，加强了哈佛大学（当时还是哈佛学院）在数学和科学方面的学术课程，并进行了一系列的学术改革，将学术成就作为哈佛大学的录取标准。此外，他还建立了北美第一个物理学实验室。哈佛大学在他长达32年的任期内得到了蓬勃发展。1730年前后，英国科学仪器制造商、工匠埃德蒙卡尔佩珀设计和制造了一种安装在三角支架上的显微镜，此款显微镜很快成为18世纪上半叶最流行的复式显微镜，并且持续生产了大约一百年。此外，展览还展出了一台卡尔佩珀型显微镜，生产于18世纪50年代， 其所有者和使用者是爱德华奥古斯都霍利奥克。他是爱德华霍利奥克的儿子，1746年毕业于哈佛大学，后来投身医疗事业，成为美国治疗天花的先驱，为成百上千的人接种了天花疫苗。霍利奥克活了100岁，在他漫长而辉煌的职业生涯中，为人看病达25万次。他也是马萨诸塞州医学会和美国艺术与科学院的创始成员，并担任过美国艺术与科学院的主席。马克吐温与留美幼童展览还展出了美国著名作家马克吐温的一台单目复式显微镜。马克吐温1835年出生于美国密苏里州佛罗里达，他的原名是塞缪尔兰霍恩克莱门斯。马克吐温字面意思是指十二英尺水深，是当时密西西比河安全水上航行的最低深度。马克吐温因旅行叙事小说享誉国际，尤其是《傻子出国记》《苦行记》《密西西比河上的生活》，以及他关于童年的冒险故事，如《汤姆索亚历险记》和《哈克贝利费恩历险记》。1868年，马克吐温从巴法罗迁到康涅狄格州哈特福德。当时耶鲁大学毕业生、投身洋务运动的容闳也在四处奔走，倡议清廷实行留学计划，最终清政府在1872—1876年派遣4批共120名幼童赴美留学，他们主要住在哈特福德，所以马克吐温与这些幼童成为了邻居，有的幼童还与马克吐温的女儿成为同学，并一起跳过舞。马克吐温住在哈特福德时，把显微镜交给了他的秘书富兰克林惠特莫尔保管。惠特莫尔在马克吐温去世后，又将显微镜交给了他的孙子约翰富兰克林恩德斯。恩德斯于1922年获得哈佛大学博士学位，1939年，恩德斯把这台显微镜捐赠给哈佛大学。1954年，在波士顿儿童医院工作的恩德斯因“发现了脊髓灰质炎病毒在多种类型组织中培育生长的能力”，获得了当年的诺贝尔生理学或医学奖。这台显微镜在近80年的时间里，从与中国留美幼童交往过的一代文豪传至著名的科学家，最后回到哈佛大学，完成了一段传奇之旅。“新”“老”显微镜的接力20世纪50年代购自其他国家的显微镜工具，如苏联产的МИМ-7型显微镜和民主德国产的耶拿蔡司牌大型工具显微镜，也是展览展出的一部分。这些显微镜在清华大学“服役”超过50年，为机械、材料和精密仪器学科的科研教学发挥了重要作用。展览以新型冠状病毒SARS-CoV-2的三维结构高分辨率渲染图结尾，这是清华大学和浙江大学的研究人员在2020年利用高分辨冷冻电镜断层成像方法首次解析出的。遥想1665年伦敦暴发鼠疫时，列文虎克还未开始对显微镜的研究；而到2020年，新型冠状病毒感染疫情防控形势严峻，科学家则利用电子显微镜等现代科学仪器，迅速查明了病毒的真面目。从哈佛大学和清华大学所使用、制造和收藏的显微镜中，我们可以一瞥几百年来科技的迅猛发展，并且通过展览我们也能感受到，不同文明之间的交流互鉴、不同国家的沟通合作，会带来更大的希望与福祉。（作者系清华大学科学史系助理教授、“双校记：透过显微镜看哈佛与清华”展览策展人）

日前，“双校记：透过显微镜看哈佛与清华”线上展览正式开幕，该展览由清华大学科学史系、清华大学科学博物馆与哈佛大学科学史系、哈佛历史科学仪器收藏馆联合举办，是清华大学科学博物馆与国外著名大学博物馆合作举办的线上系列展览之一。显微镜是近代科学的标志仪器。1665年，伦敦大瘟疫暴发，胡克出版了《显微图谱》一书，他使用的显微镜可以把标本放大30多倍，此后，荷兰的列文虎克研制了独具风格的、可放大200多倍的单式显微镜。18世纪之后，显微镜逐渐流通到世界各地，满足了人们的好奇心，揭开了自然界隐藏的奥秘，极大地促进了现代科学的进步。显微镜也进入了大学的课堂、实验室和博物馆。该线上展览展示了哈佛大学与清华大学所使用、制造和收藏的众多类型的显微镜，从一个侧面折射了这两所世界著名大学在科学教育、科学研究以及历史收藏等方面的发展轨迹。两代哈佛人的显微镜本次展览展出了一套生产于1720年前后的威尔逊螺旋筒型和圆规型单式显微镜，开发这类仪器的初衷是为了满足人们对小型便携式仪器日益增长的需求。这套显微镜原属于哈佛大学第9任校长爱德华霍利奥克。他在任期间，加强了哈佛大学（当时还是哈佛学院）在数学和科学方面的学术课程，并进行了一系列的学术改革，将学术成就作为哈佛大学的录取标准。此外，他还建立了北美第一个物理学实验室。哈佛大学在他长达32年的任期内得到了蓬勃发展。1730年前后，英国科学仪器制造商、工匠埃德蒙卡尔佩珀设计和制造了一种安装在三角支架上的显微镜，此款显微镜很快成为18世纪上半叶最流行的复式显微镜，并且持续生产了大约一百年。此外，展览还展出了一台卡尔佩珀型显微镜，生产于18世纪50年代， 其所有者和使用者是爱德华奥古斯都霍利奥克。他是爱德华霍利奥克的儿子，1746年毕业于哈佛大学，后来投身医疗事业，成为美国治疗天花的先驱，为成百上千的人接种了天花疫苗。霍利奥克活了100岁，在他漫长而辉煌的职业生涯中，为人看病达25万次。他也是马萨诸塞州医学会和美国艺术与科学院的创始成员，并担任过美国艺术与科学院的主席。马克吐温与留美幼童展览还展出了美国著名作家马克吐温的一台单目复式显微镜。马克吐温1835年出生于美国密苏里州佛罗里达，他的原名是塞缪尔兰霍恩克莱门斯。马克吐温字面意思是指十二英尺水深，是当时密西西比河安全水上航行的最低深度。马克吐温因旅行叙事小说享誉国际，尤其是《傻子出国记》《苦行记》《密西西比河上的生活》，以及他关于童年的冒险故事，如《汤姆索亚历险记》和《哈克贝利费恩历险记》。1868年，马克吐温从巴法罗迁到康涅狄格州哈特福德。当时耶鲁大学毕业生、投身洋务运动的容闳也在四处奔走，倡议清廷实行留学计划，最终清政府在1872—1876年派遣4批共120名幼童赴美留学，他们主要住在哈特福德，所以马克吐温与这些幼童成为了邻居，有的幼童还与马克吐温的女儿成为同学，并一起跳过舞。马克吐温住在哈特福德时，把显微镜交给了他的秘书富兰克林惠特莫尔保管。惠特莫尔在马克吐温去世后，又将显微镜交给了他的孙子约翰富兰克林恩德斯。恩德斯于1922年获得哈佛大学博士学位，1939年，恩德斯把这台显微镜捐赠给哈佛大学。1954年，在波士顿儿童医院工作的恩德斯因“发现了脊髓灰质炎病毒在多种类型组织中培育生长的能力”，获得了当年的诺贝尔生理学或医学奖。这台显微镜在近80年的时间里，从与中国留美幼童交往过的一代文豪传至著名的科学家，最后回到哈佛大学，完成了一段传奇之旅。“新”“老”显微镜的接力20世纪50年代购自其他国家的显微镜工具，如苏联产的МИМ-7型显微镜和民主德国产的耶拿蔡司牌大型工具显微镜，也是展览展出的一部分。这些显微镜在清华大学“服役”超过50年，为机械、材料和精密仪器学科的科研教学发挥了重要作用。展览以新型冠状病毒SARS-CoV-2的三维结构高分辨率渲染图结尾，这是清华大学和浙江大学的研究人员在2020年利用高分辨冷冻电镜断层成像方法首次解析出的。遥想1665年伦敦暴发鼠疫时，列文虎克还未开始对显微镜的研究；而到2020年，新型冠状病毒感染疫情防控形势严峻，科学家则利用电子显微镜等现代科学仪器，迅速查明了病毒的真面目。从哈佛大学和清华大学所使用、制造和收藏的显微镜中，我们可以一瞥几百年来科技的迅猛发展，并且通过展览我们也能感受到，不同文明之间的交流互鉴、不同国家的沟通合作，会带来更大的希望与福祉。

复旦大学材料科学系武利民课题组研究设计开发了一种新的纳米粒子组装方法——纳米固流体法，首次实现了将高折射率的二氧化钛纳米粒子组装成能工作于可见光波段的超材料光学器件。相关研究成果已发表于《科学进展》。　　目前，绝大多数超材料采用金属材料来制备，这些金属超材料可较好地工作于微波和太赫兹波段。但在更高频率的近红外，特别是可见光波段，金属会吸收过多的光线并造成显著的能量损耗，从而限制了金属超材料在近红外和可见光波段的应用。因此，低损耗的非金属超材料的制备与应用是国际超材料研究领域的热点之一。　　据悉，武利民课题组通过将15纳米的锐钛矿二氧化钛纳米粒子组装成半球形和超半球形固体浸没超透镜，在常规的光学显微镜下实现了45纳米的超分辨率显微成像，大大突破了光学显微镜的极限分辨率200纳米，并揭示了二氧化钛纳米粒子间的近场耦合效应在该可见光超材料中的重要作用。　　这项研究提供了一种在纳米尺度操纵可见光的途径，未来将该组装方法与纳米印迹、微纳流体等技术结合，有望制备出紧凑、低成本的超材料光学器件，应用于隐身、光子计算机、近场光学检测及太阳能利用等领域。

原子力显微镜（Atomic Force Microscopy，AFM）是一种具有原子级别高分辨率的新型表面分析仪器，它不但能像扫描隧道显微镜（STM）那样观察导体和半导体材料的表面现象，而且能用来观察诸如玻璃、陶瓷等非导体表面的微观结构，还可以在气体、水和油中无损伤地直接观察物体，大大地拓展了显微技术在生命科学、物理、化学、材料科学和表面科学等领域中的应用，具有广阔的应用前景。1 原子力显微镜的工作原理1.1 基本原理AFM 进行表面分析的基本原理如下：AFM 中有一由氮化硅片或硅片制成的对微弱力极敏感的弹性臂，微悬臂顶端有一硅或碳纳米管等材料制成的微小针尖，控制这一针尖，使其扫描待测样品的表面，这一过程是由压电陶瓷三维扫描器驱动的。当针尖与样品表面原子做相对运动时，作用在样品与针尖之间的力会使微悬臂发生一定量的形变。通过光学或电学的方法检测微悬臂的形变，转化成为图像输出，即可用于样品表面分析。简单地说，原子力显微镜是通过分析样品表面与一个微弱力敏感元件之间的相互作用力来呈现材料表面结构的。1.2 工作模式（一）接触工作模式扫描时如果控制针尖一直与样品表面原子或分子接触，那么这种工作模式称为接触模式。在这一过程中，针尖原子与样品表面原子之间力的作用主要表现为是两者相接触原子间的互斥力（大小约为10-8-10-11 N）。接触模式下工作的原子力显微镜可得到稳定的、高分辨率的样品表面图像。但是这种工作模式也有它的不足之处：当研究易变形的样品（液体样品）、生物大分子等的时候，由于针尖与样品原子直接接触，会使样品表面的原子移动、粘附于针尖或者发生较大形变，从而造成样品损坏、污染针尖或者结果中出现假象。（二）非接触工作模式扫描时如果控制针尖一直不与样品表面的原子或分子接触，那么这种工作模式称为非接触模式。非接触工作模式下由于扫描样品时针尖始终在样品上方5-20 nm 距离范围内，针尖与样品间的距离较接触模式远，所以获得的样品表面图像分辨率相对接触模式较低。但正是这一距离也克服了接触模式的不足之处，不再会造成样品的损坏、针尖污染等问题，灵敏度也提高了。（三）间歇接触工作模式扫描时如果控制针尖间歇性的与样品表面的原子或分子接触，那么这种工作模式称为间歇接触模式，也称为轻敲模式，常通过振动来实现针尖与样品的间歇性接触。该模式下微悬臂的振动是由磁线圈产生的交流磁场直接激发的，针尖与样品表面原子作用力主要是垂直方向的，不再受横向力的影响。间歇接触工作模式集合了接触与非接触模式的优点，既减少了剪切力对样品表面的破坏，又适用于柔软的样品表面成像，因此特别适合于生物样品研究。2 原子力显微镜的组成AFM 的硬件系统由力检测部分、位置检测部分和反馈控制系统三部分组成。图1 所示为AFM 的工作原理图，从图中可以看出，AFM 就是通过集合以上三个系统来将样品的表面特性反映出来的：在AFM的工作系统中，使用由微小悬臂和针尖组成的力检测部分来感应样品与针尖间的作用力；当微悬臂受力形变时，照射在微悬臂末端的激光会发生一定程度的偏移，此偏移量反射到激光检测器的同时也会将信号传递给反馈控制系统；反馈控制系统根据接受的调节信号调节压电陶瓷三维扫描器的位置，最终通过显示系统将样品表面的形貌特征以图像的形式呈现出来。3 样品制备3.1 样品要求原子力显微镜研究对象可以是有机固体、聚合物以及生物大分子等，样品的载体选择范围很大，包括云母片、玻璃片、石墨、抛光硅片、二氧化硅和某些生物膜等，其中最常用的是新剥离的云母片，主要原因是其非常平整且容易处理。而抛光硅片最好要用浓硫酸与30%双氧水的7∶3 混合液在90 ℃下煮1h。利用电性能测试时需要导电性能良好的载体，如石墨或镀有金属的基片。试样的厚度，包括试样台的厚度，最大为10 mm。如果试样过重，有时会影响Scanner的动作，请不要放过重的试样。试样的大小以不大于试样台的大小（直径20 mm）为大致的标准。稍微大一点也没问题。但是，最大值约为40 mm。如果未固定好就进行测量可能产生移位。请固定好后再测定。3.2 样品制备粉末样品的制备：粉末样品的制备常用的是胶纸法，先把两面胶纸粘贴在样品座上，然后把粉末撒到胶纸上，吹去为粘贴在胶纸上的多余粉末即可。块状样品的制备：玻璃、陶瓷及晶体等固体样品需要抛光，注意固体样品表面的粗糙度。液体样品的制备：液体样品的浓度不能太高，否则粒子团聚会损伤针尖。（纳米颗粒：纳米粉末分散到溶剂中，越稀越好，然后涂于云母片或硅片上，手动滴涂或用旋涂机旋涂均可，并自然晾干）。4 原子力显微镜的应用4.1 在材料科学及化学中的应用目前，AFM 在材料科学中主要应用于材料的表面结构、表面重构现象以及表面的动态过程（例如扩散现象）等方面的研究，表面科学的中心内容是研究晶体表面的原子结构，例如从理论上推算出的金属表面结构往往不如实际复杂，借助原子力显微镜可以直观地观察材料的表面重构现象，有助于理论的进一步完善。4.1.1 在探测材料样貌方面的应用利用原子力显微镜来观测材料的样貌进行成像的时候，材料与探针之间出现相应作用力改变能够很好的反映出材料表面的三维图像。可以通过数值分析出材料表面的高低起伏情况，因此，在利用原子力显微镜对材料进行图像分析的时候，可以有效地发现材料表面的颗粒程度、粗糙程度、孔径分布以及孔的结构等。可以利用这种成像的方式把材料表面的情况形成三维图像进行模拟显示，促使形成的图像更加利于人们观察。4.1.2 在粉体材料中的应用在对粉体材料进行分析和研究的时候，可以利用原子力显微镜来逐渐分析原子或者分子中尺度，从而保证可以准确观测晶体以及非晶体的位置、形态、缺陷、聚能、空位以及不同力之间的相互作用。一般来说，粉体材料基本上都是使用在工业中的，但是现阶段有关于检测粉体材料的方法还是十分少的，研制样品也相对比较困难。原子力显微镜实际上是一种新兴的检测方式，具有操作方便、制样简单等特点。很多专家学者认为，人们使用化学方式研制出了SnS粉末，利用原子力显微镜把涂在硅基板上的材料进行成像，从图像上我们很容易发现此类材料具有分布均匀的特点，每一个大约15nm。4.1.3 在晶体材料中的应用专家学者经过不断研究和分析得到了很多晶体生长的模型，但是经过更加深入的分析和研究发现这些理论模型和实际情况是否相同还是具有一定差异，也逐渐成为学者讨论和研究的重点，所以人们希望通过显微镜来监测和观察生长过程。虽然，使用传统的显微镜已经观测出一定的成果，但是由于这些光学显微镜、激光全息干涉技术等存在分辨率不是十分高、实验条件不是很好以及放大不足等问题，使得研究过程出现很大困难，导致不能观测纳米级的分子等。原子力显微镜的发展，为科学家们研究纳米级分子或者原子提供了依据，也成为了专业人士研究晶体过程的重要方式。利用这种显微镜具有的能够在溶液中观察以及高分辨率等特点，可以保证科学家们能够很好的观测到晶体生长过程中的纳米级图像，从而不断分析和掌握材料的情况。4.2 在生物学中的应用AFM 能在气体、液体中无损伤地直接观察物体，可对生物分子在近生理条件下进行检测，是生命科学研究中的有力工具。目前，在生命科学中AFM 主要应用于对细胞、病毒、核酸、蛋白质等生物大分子的三维结构和动态结构信息进行研究。4.2.1 对细胞膜表面形态的研究细胞膜有重要的生理功能，它既使细胞维持稳定代谢的胞内环境，又能调节和选择物质进出细胞。AFM 能够观察到细胞膜表面的超微结构，因此它可以用来观察正常细胞与病变细胞的细胞膜，发现两者的异同，为临床病理诊断提供新的视角和方法。4.2.2 测定细胞弹性以及力学性质病变这一生理过程与细胞的形态和力学性质有关。细胞形态学的变化会影响和反映细胞性质、功能以及细胞微环境的改变。健康细胞与病理状态的细胞在机械性能上是完全不同的。抓住这一点，可以利用AFM 测量出的细胞弹性性质识别癌细胞，以及辅助诊断红细胞相关的各种疾病等，从细胞层面上对各种疾病进行早期诊断和治疗。4.2.3 检测活细胞间相互作用AFM 也可以对细胞间的相互作用进行观察。将一种细胞连接在AFM 扫面探针的尖端，使针尖功能化，对另一种单层排列的细胞进行扫描就可以进行细胞间相互作用的研究。4.2.4 观察动态生物过程AFM也是观察细胞生物过程非常有效的工具。研究痘病毒和活细胞，得到了痘病毒感染活细胞全过程的AFM 图。通过活着的细胞观察子代病毒颗粒，并用AFM 在水溶液环境中在分子水平分辩出有规则重复的烙铁状结构和准有序的环状结构。观察中发现: 在感染前后最初几小时，细胞并无显著变化 子代病毒粒子沿细胞骨架进入细胞内部，还有胞吐、病毒颗粒聚集等现象。通过AFM 图像可以看出哑铃状小泡逐渐形成、消失并在细胞膜表面形成凹陷的全过程。4.2.5 观察生物大分子之间相互作用在生物体内，DNA 与蛋白质间的相互作用有着同样举足轻重的地位。在转录、翻译的过程中，DNA 与特定的蛋白质如解旋酶、聚合酶、启动因子等的结合就决定着生命活动的开启。Gilmore 等利用AFM 以每500 ms 拍摄1 次的速度，清晰地观察到了蛋白质在DNA 上的结合情况。因此，AFM 可以真正帮助我们深入地“看到”生命活动的本质。4.2.6 测定细胞电学性质细胞不论在静止状态还是活动状态，都会产生与生命状态密切相关的、有规律的电现象，生物电信号包括静息电位和动作电位，其本质是离子的跨膜流动。因此，研究细胞的电生理学也成为了生命科学领域一个重要的分支。在AFM 系统中增加了导电模块，在迎春花细胞、酵母菌细胞等样品和探针之间加一个偏压，在扫描的过程中，同时获得样品的表面形貌和电流像，且在成像的同时检测探针和细胞样品之间的电流，得到样品表面形貌和局域电流分布及两者之间的对应关系，从而实现AFM 在纳米尺度上对细胞样品电学特性的分析检测。参考文献[1]高翔.原子力显微镜在材料成像中的应用[J].化工管理,2015(08):67.[2]王明友,王卓群,焦丽君.原子力显微镜在表面分析中的应用[J].邢台职业技术学院学报,2015,32(01):75-78.[3]万旻亿.原子力显微镜的核心技术与应用[J].科技资讯,2016,14(35):240-241.[4]鞠安,蒋雯,许阳,杨升,常宁,王鹏,顾宁.原子力显微镜在生命科学领域研究中的应用进展[J].东南大学学报(医学版),2015,34(05):807-812.

p　　最近，由宁波国家高新区(新材料科技城)企业——宁波永新光学股份有限公司主导制订的“显微镜光学关键部件连接尺寸”国际标准通过委员会审查，进入终审阶段，这是光学显微镜领域有史以来首次由中国团队承担制订的国际标准，也预示着在光学精密仪器领域，中国人第一次拥有话语权和主导权。/pp　　永新光学是中国光学显微镜的龙头企业，拥有七十余年光学仪器产品设计和专业生产历史，曾制造过中国第一台生物显微镜、第一台电子显微镜等，被誉为“中国光学显微镜的摇篮”，目前拥有“NOVEL”、“江南”和“INOVO” 等自主品牌。/pp　　为支持优秀企业参与标准制定等工作，高新区质监分局充分发挥职能作用，在帮扶企业在标准化示范、标准化项目研究、标准制修订等领域取得积极进展，大力帮扶企业参与标准化活动，引导企业通过主持、参与标准的制修订占领行业高端，进而提升我区标准化战略水平。同时，与市标准化研究院签订技术合同，通过购买服务，聘请质量管理、标准化工作的专家为重点培育企业开展上门指导标准立项制订和申报工作，提高标准立项的成功率。截至目前我区企业参与国际标准制修订6项，主持国家、行业、团体标准制修订26项，参与国家、行业、团体标准制修订206项。/p

凝聚态物理研究中常会遇到微结构与纳米尺寸的结构。为了研究缺陷与控制缺陷，不仅需要精密测量仪器，同时要求大量精力的投入。德国attocube公司为前沿的研究提供了可行性良好的技术，公司产品既包含成套的测量系统也有精密的组件。下面，您可以发现三个令人兴奋的应用案例，案例展示了结合精密仪器与辛勤奋斗带来的高质量的研究成果。 磁场驱动的磁畴结构变化研究 近，挪威科技大学Erik Folven的课题组使用了德国attocube公司的attoAFM I低温强磁场原子力磁力显微镜研究了闭环低温恒温器attoDRY1000内的拓扑缺陷，该拓扑缺陷研究有助于材料的磁畴状态变化的进一步理解。通过具有原子尺寸与磁化的原子力显微镜探针在薄膜表面的扫描可以测量垂直平面的来源于样品本身的杂散磁场，该技术具有灵敏度高的特点。因此，磁畴壁与磁场缺陷等自旋结构的物理性质都可以被深入研究。在5K低温下测试的MFM（磁力显微镜）图像数据（图1）加深了对于微米尺寸磁畴状态转变的理解，同时测试后的样品依然具有高度稳定性。该成果可能为控制与转变微米甚至纳米磁体打开了一个新的方向。 图1：MFM测试磁畴结构随磁场变化的结果（图片来源：Appl. Phys. Lett. 112, 042401 (2018)） 耦合单个缺陷与纳米线 基于attoDRY1000低温恒温器与attoCFM I(低温强磁场共聚焦显微镜)，马里兰大学的EdoWaks成功耦合了单层二硒化钨（WSe2）中的量子发射器与银纳米线的表面等离激元。结果显示量子发射器与银纳米线等离激元的平均耦合效率是26% ± 11%。该展示的实验技术(图2)可以组建结合不同种类等离激元结构与基于各种二维半导体材料中单分子缺陷发射器的耦合系统。 此测量系统可用于超快单光子源等应用方向，为超紧凑等离激元电路的研究铺平了道路。 图2：耦合WSe2中量子发射器与银纳米线中等离激元（图片来源：Nano Lett., 2017, 17 (11), pp 6564–6568） ANPz30位移台在强磁场扫描探针显微镜中的实践来自于荷兰拉德堡德大学强磁场实验室的Benjamin Bryant 与Lisa Rossi与同校的扫描探针显微镜课题组的Alex Khajetoorians合作，成功地创新设计了一套用于液氦温度与超强磁场（38T）的扫描探针显微镜。超强磁场使用了水冷降温的比特磁体：水冷降温会引入使扫描探针显微镜难操作的振动噪音。图3：ANPz30位移台，强磁场兼容原子力显微镜（图片来源： Review of Scientific Instruments 89, 113706 (2018)）ANPz30纳米位移台被用于控制原子力显微镜的悬臂初步逼近样品表面。模块化设计的Attocube公司的位移台不仅易于更换，也具有兼容不同悬臂或者样品托的灵活性。由于位移台紧凑与坚固的设计，振动噪音被大大的降低。噪音是比特磁体端环境中扫描探针显微镜起到关键性影响因素。

p　　在世界范围内显微镜的主要著名品牌有4个：奥林巴斯(OLYMPUS)、尼康、蔡司 、徕卡（排名不分先后）。这4家制造商引导了显微镜的发展，下面分别介绍一下这4家公司。（注：以下排名不分先后。）/ppstrong　　1、奥林巴斯/strong/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201512/noimg/e2f4145f-90e0-4c3f-9596-d05e55a0ca9c.jpg" title="图1.webp.jpg"//pp　　在中国奥林巴斯品牌享有广泛的知名度，这不仅仅来源于它在影像(相机)产品和医疗产品(医用内窥镜)的影响力，奥林巴斯显微镜在中国市场也占有重要地位，/pp　　而且奥林巴斯在初期也主要依靠显微镜业务才取得以后的迅速发展./pp　　1919年10月12日 “株式会社高千穗制作所”设立 创始人：山下长(Yamashita Takeshi)/pp　　1942年5月28日 改名为“高千穗光学工业株式会社”/pp　　1949年1月1日改名为“奥林巴斯光学工业株式会社” 英文名称为“OLYMPUS OPTICAL CO., LTD.”/pp　　2003年10月1日改名为“奥林巴斯株式会社” 英文名称为“OLYMPUS CORPORATION”/pp　　在希腊神话中有一座神仙居住的山，名为奥林巴斯山“Mt.Olympus”。/pp　　“奥林巴斯”这个公司名称就是由来于此山岳。它体现着奥林巴斯力求“制作出全世界通用的产品”这一热切地愿望。/pp　　早在创业当时——“株式会社高千穗制作所”的时代，“奥林巴斯”这一商标就开始作为商标被使用。/pp　　在日本神话中传说在高千穗的山中有居住着为数八百万名神仙的天界“高天原”，将其与同样住有神仙的山——希腊神话中传说的住有十二名神仙的“Olympus山”相联系，推出了此商标。此商标中包含着希望能象“高天原”的光普照世界一样将以光为本的奥林巴斯光学器械产品推广到世界的美好愿望。/pp　　在光学关联产品成为了公司主力产品的1942年，公司名称变更为“高千穗光学工业株式会社”。1949年，为了提高企业形象，将公司名称变更为“奥林巴斯光学工业株式会社”。/pp　　之后，为了使企业品牌更加充满活力，2003年，奥林巴斯将已在世界上广为人知的品牌名称“奥林巴斯”与公司名称统一，将公司名称变更为“奥林巴斯株式会社”。/pp　　近年，奥林巴斯将融合了光学和最新的数字技术的“Opto-Digital Technology(光学数字技术)”作为Core Competence(其他公司所不能模仿的核心技术)，正在为成为世界一流企业，为最大限度地创造企业价值而不断地进行着努力。/pp　　1921年2月，“奥林巴斯”作为品牌名称开始被使用。此标识原本是使用在显微镜等产品上的标识。之后，在照相机的商品目录和广告中也使用了此标识。直到现在，“OLYMPUS TOKYO”这个商标仍然被继续使用着。/pp　　公司所生产的最早的显微镜是“旭号”显微镜。/pp　　“旭号”显微镜于1920年3月开始销售。它是由奥林巴斯的前身——株式会社高千穗制作所制作的。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201512/noimg/7ef631e8-9edb-4440-aff8-4efb01ecdf16.jpg" title="图2.webp.jpg"//pp　　开始销售时，该显微镜的价格为125日元，大约相当于现在的125万日元。可以说该显微镜在当时有着工业产品所应有的名副其实的价值。另外，“旭号”显微镜还是奥林巴斯产品中唯一使用了用于制作大炮炮身的金属——“炮金”(铜和锡的合金，为青铜的一种)的产品。/pp　　1927年开始销售的“生物显微镜昭和号GK”和1946年开始销售的“生物显微镜GK”。/pp　　20年代，奥林巴斯生产了具有1000倍以上倍率的油浸液式(是指通过在标本与物镜之间装满油液，来对标本进行观察的透镜种类)生物显微镜，名为“平和号”。但遗憾的是，该生物显微镜与德国等日本国外的产品相比，并不可称之为高质量产品。而当时，外国产品虽然质量好，但价格昂贵，对一般的研究者或医师来说购买这些外国产品并不是一件容易的事。/pp　　“希望奥林巴斯能制造出不但实用，而且价格便宜的高质量油浸液式显微镜”——提出这项要求的正是从事显微镜销售的岩崎显微镜公司(现在的Iwaken Co.,Ltd)首任社长岩崎清吉。为满足这项要求，奥林巴斯在岩崎显微镜的协助下开发出了“昭和号”显微镜。/pp　　昭和号GK不仅达到了当时日本国产显微镜的最高峰，还成为了支撑奥林巴斯的显微镜事业的代表机种之一。/pp　　由于第二次世界大战的爆发，昭和号显微镜的生产曾一时停止，1946年7月又以“生物显微镜GK”这一新的商品名称重新开始了生产。自此，GK系列直到1972年为止持续畅销46年，成为了“超长期畅销产品”/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201512/noimg/c4334e95-a5e6-448b-ade3-80994a52dec7.jpg" title="图3.webp.jpg"//pp　　“精华号GE”的生产是从1928年开始的。生产开始后的第二年，“精华号GE”在“大礼纪念国产振兴东京博览会”上展出，荣获“优良国产奖”，并且，被敬献给昭和天皇。/pp　　被誉为技术结晶的“精华号GE”，是当时最高级的研究用显微镜，它在100倍物镜上使用了油浸液系统。/pp　　照片上所展示的显微镜是曾经受到昭和天皇爱用的“精华号GE”。它是在1951年，天皇购买了新的显微镜后，由天皇赠还给奥林巴斯的。/ppstrong　　2、尼康公司(NIKON)/strong/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201512/noimg/38c7eecf-bf95-4d72-b84f-35eb74716431.jpg" title="图4.webp.jpg"//pp　　1988年4月正式定名为Nikon尼康公司，尼康公司在影像领域非常著名/pp　　尼康公司作为近代日本第一家光学器材厂家于 1917 年成立，原名为日本光学工业股份有限公司，主要为日本国防部生产军用光学仪器，同时也生产照相机和摄影镜头。/pp　　出资方是三菱造船。日本当时组备海军，希望光学照准装置制品实现国产化。所以让三菱召集了日本顶尖的光学关联企业，合并重组后就形成了全名为日本光学工业株式会社的尼康。其主要制品为军用侧距仪、望远镜、高射跑瞄准系统等。一战结束后，由于军需品需要的锐减，尼康为了生存，于是转向民用望远镜，显微镜，天体望远镜等民用品的生产制造。/pp　　1921 年尼康曾打算和德国的卡尔蔡斯联营& #823& #823未果。遂从卡尔蔡斯招聘了八名技术人，开始真正导入光学技术的研究。在德国技术人员的帮助下，尼康完成了用于航拍的大型镜头，又以此镜头为原型加以改良，制造出各种普通摄影镜头。/pp　　后来尼康不断推出照相机,在世界影响领域创造了持久的辉煌,除了在照相机领域外,尼康在显微镜领域也占有重要地位,更值得尼康引以自豪的是其在光刻机领域./pp　　1976 年，尼康开始进行半导体刻制机的开发。1978 年尼康的第一台半导体刻写系统 SR-1 开发完成。2003 年其半导体刻写机的市场占有率是世界第一。摄影圈里戏称有钱可以买哈博，哈博在天上，而且只有一台。除去这种天文级别的东西，地面上最精密昂贵的透镜系统，就是刻写机里的透镜系统了，其价格以数亿日元计数。尼康公司的另一段历史由此开始，在研究尼康股票的时候会发现，半导体产业的景气与否，往往影响其股票走势。这是因为在这方面的产值占尼康整体产值的近百分之三十。而其投入精机开发的费用更达到全体投入费用的百分之四十多，而相机生产方面只占百分之三十左右。——2002年数据./pp　　在显微镜制造方面尼康公司也取得骄人的成绩,特别是今年推出的新系列正立显微镜50I/55I,80I,90I,活细胞工作站TE2000-PFS,以及共聚焦显微镜C1si,都取得相当不俗的销售业绩.我们期待尼康有更好的产品推出./pp　strong　3、蔡司公司/strong/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201512/noimg/eb87f0e2-7f7e-4f69-b1cf-f251eabe1a43.jpg" title="图5.webp.jpg"//pp　　公司由卡尔.蔡司先生于1846年创建于德国耶拿。公司一开始是一间精密机械和光学仪器车间。即使在 早期本公司生意兴隆，而且持续了很久。随着Ernst Abbe(阿贝)的杰出科学成果的应用，本公司逐渐成为全球光学设备仪器领域的领导人。这段成功的经历历时了整整一个世纪。随着第二次世界大战的结束，随着 德国被强制性分离，蔡斯公司也被一分为二：一半在西德，一半在东德。随着1989/1990年东德政治形势的转变，二家竞争对手于1990年合并成一家公司。/pp　　strong初期/strong/pp　　1846 Carl Zeiss在德国耶拿建立一个精密机械及光学仪器车间。/pp　　1847 开始生产显微镜 1866 Ernst Abbe与 Carl Zeiss 开始合/pp　　1872 Abbe(阿贝)公司的显微镜成像理论导致显微镜革命性完善。/pp　　1884 Otto Schott(肖特), Ernst Abbe, Carl Zeiss 和 Roderich Zeiss 共同创立了“耶拿玻璃作业合作公司”/pp　　1889 Ernst Abbe 创立Carl Zeiss 基金会 (Carl Zeiss 基金会)/pp　　1891 Ernst Abbe 授权 Carl Zeiss 基金会为Zeiss工厂的唯一所有人。/pp　strong　德国分离时期/strong/pp　　1945 耶拿 (Jena) 工厂一部分在战争中被毁 美国军队带走126名管理人员及科学家并把他们送到美国军事占领区。/pp　　1946 光学工程公司，即而又改名为卡尔.蔡司 (Carl Zeiss)，继续经营西部的主要企业/pp　　1948 属于耶拿 Carl Zeiss 基金会的 Zeiss 和 Schott 工厂被没收 Zeiss 工厂成了国营企业，名为：耶拿 VEB Carl Zeiss/pp　　1949 巴登.符腾堡 (Baden-Wuerttemberg) 州政府将海登海姆 (Heidenheim) 作为 Carl Zeiss 基金会的法定地址。由于德国的政治性分割，使耶拿与奥伯科亨的工厂以各自的方法经营。/pp　　1965 耶拿 VEB Carl Zeiss 成了民主德国精密机械及光学工业的主导企业 耶拿 VEB Carl Zeiss开始成为企业集团。/pp　　1971 伦敦协议的签署。该协议规定了Zeiss作为名称和商标的使用权问题。/pp　strong　德国统一时期/strong/pp　　1990 民主德国的政治转变，导致 Zeiss东西部企业的关系发生了变化。Biebelried 的企业声称他们准备并入Carl Zeiss 基金会。/pp　　1991 负责东德工业企业私有化的信托集团(Treuhandanstalt)Baden-Wuerttemberg 和 Thuringia、Jenoptik 有限公司、Carl Zeiss、 Jenaer 玻璃有限公司和 Schott 玻璃厂签署了一份基本协议，协议规定Carl Zeiss 基金会地址将确定在耶拿 (Jena) 和海登海姆 (Heidenheim)。/pp　　1995 Carl Zeiss 奥伯科亨公司收购 Jenoptik 有限公司(图林根州公司)所持的耶拿Carl Zeiss有限公司的股份。/pp　　1996 Carl Zeiss 公司150周年/pp　　1998 卡尔。蔡司是一家世界领先的光学仪器制造企业，它在显微技术和工业测量技术、用于微蕊片制造的高性能透镜、外科显微技术以及眼科诊断和治疗系统等方面处于领先地位。/pp　　2000 卡尔.蔡司集团突破了 26 个领域，将其业务重点集中在四个增长市场：半导体工艺和微电子、生命科学、眼睛保护和工业测量技术。/ppstrong　　4、徕卡公司/strong/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201512/noimg/83993c9e-5fd8-462b-b84c-d9e263b9cd1a.jpg" title="图6.webp.jpg"//pp　　1849年，23岁的德国数学家卡尔?开尔纳(Carl Kellner)在威兹拉(Wetzlar)成立了光学公司，从此开始了镜头与显微镜的研究。/pp　　1865年，厄恩斯特?徕兹(Ernst Leitz)，一位严谨的机械工匠，加入了公司并成为公司的合伙人/pp　　1869年，厄恩斯特?徕兹接管了公司开始独立经营，并以他的名字“Leitz”命名公司。1925年，徕兹公司推出世界上第一部35毫米相机----Leica A。/pp　　现在的LEICA 集团公司是由徕兹(LEITZ)、威特(WILD)、卫永(REICHER-JUNG)、博士伦(BAUSH & LOMB)、剑桥(CAMBRIDGE)及柯思(KERN)先后合并而成，下属徕卡相机公司、徕卡显微镜系统公司和徕卡测量系统公司，总部设在瑞士。/pp　　以上四家公司几乎垄断了世界高端光学显微镜市场，其产品各自拥有自己的独特技术。如果想给这四个公司做一个排名，当然是仁者见仁，智者见智，不会有统一的意见，但小编认为排名并不重要，重要的是这四家公司为世界显微镜的发展作出了巨大贡献。希望他们能在将来能作出更好的成绩，也更希望有中国的显微镜制造商能加入这个显微镜强者行列。/ppstrong　　5 国产显微镜/strong/pp　　strong麦克奥迪(MOTIC)/strong是目前国内显微镜的第一品牌，它是90年代香港资本收购了原厦门光学仪器厂，投资建设的，目前它在国内建立了几个加工基地，在国外多个国家注册了商标，设立的公司或办事处。MOTIC在国外也开始有了一定的知名度，成为中国显微镜的代表，麦克奥迪(MOTIC)想成为世界第五大品牌显微镜，他们也一直在努力，但要达到目标还是任重道远，显微镜特别是物镜的设计与加工是非常有挑战性的，需要多年的积累与持续的投入。当前MOTIC 在数码显微镜及显微数码互动方面具有较强的实力，最近也推出了电动显微镜，因为体制及资金投入有保证，MOTIC在研发方面投入比国内其他厂家要大，金相显微镜，倒置显微镜等有些型号也都不错，走在了国内其他厂家的前面，另外MOTIC在国内设立了几十家分公司与办事处，直接销售，营销能力强也是MOTIC的一大优势，近年显微镜的销售已经过亿。/pp　strong　永新光学/strong差不多是国内显微镜的第二品牌，包括宁波永新与江南永新。永新光学也是香港投资的，90年代收购宁波光学厂成立了宁波永新，生产各类光学显微镜，出口也比较多。2000年后，永新光学又收购了国内知名的江南光电，更名江南永新，江南永新继承江南光电的班底，江南光电是具有六十多年历史显微镜生产制造经验的大型专业化显微镜及光电仪器制造商，80年代又先后给LEICA、NIKON等国外知名显微镜大厂代工物镜及低端的显微镜整机，在工艺及技术也积累了不少经验，其生产的生物显微镜、金相显微镜、偏光显微镜在国内比较领先，体视显微镜有些机型也不错。但整体给人印象还象以前的国营企业，研发投入也不大，有些在吃老本。/pp　　strong重庆光电/strong是国内真正的老牌光学厂，成立于1958年，生产从生物、倒置、荧光、体视、金相等一系列显微镜，其中倒置生物显微镜，金相显微镜在国内都比较有实力。重光发展到今天，也还是体制等原因，进步比较慢，人员流失比较严重，感觉在走下坡路，只是瘦死的骆驼比马大，现在他们在国内很多地方还设立有分公司与办事处，直接销售。/pp　strong　江西凤凰光学/strong是军工转制的老厂，光学加工也较强的实力。凤凰相机是国内的知名品牌，随着数码相机的发展，国内的相机行业几乎是全军覆没，凤凰光学差不多是硕果仅存的一两家，可惜当前数码单反开始流行，凤凰光学迟迟未见这方面的动作，疼失一个大好机会。凤凰显微镜在凤凰光学中应该只是一小部分，近年推出了几款生物显微镜，有一两个机型还有些亮点，其他整体质量一般。/pp　　strong桂林光学厂/strong现在更名桂林威达光学仪器有限公司，它们几乎专业生产体视显微镜，因此桂光的体视显微镜是国内最好的，成像比较清晰，有些方面已经比较接近国外知名厂家的低端产品。近年来桂光推出了平行光路的高端体视显微镜，变焦比达1：9，同时同轴照明也有生产。/pp　　strong广州光学厂/strong现在改名为广州粤显光学仪器有限公司，是50年代重庆光学厂派人过来建立的，生产生物、体视、金相等系列显微镜，整体产品质量在国内中规中矩，不是特别好，但质量还比较稳定，相对于重光、江光上千人的大厂，广光比较小，才三四百人，所以负担比较少，加上改制比较早，今天还在良性发展，最近广光也不断推出无限远光学系统，偏光显微镜，金相明暗场显微镜，只是研发能力还比较弱，整体水平提升不大。目前它们的显微镜80%以上是出口，在国内做得不多，所以虽然是老厂，在国内知名度却不高。/pp　　strong浙江舜宇(SUNNY)/strong是国内最早涉足光学冷加工的民营企业，主要在光学镜头的加工方面具有较强的实力，每年镜片出口量也很大。生产光学镜头到一定时候很自然就转到显微镜的生产，舜宇显微镜有生物、倒置，体视、金相等一系列，很多外型是明显模仿进口的显微镜，中间也出了一点纠纷，但一个民营企业经过十几二十年的发展，能做到今天，确实还是不容易，目前舜宇显微镜在国内的销售也有一定的量，工业方面使用还不少。/pp　　strong北京泰克/strong也是一家有一定生产实力的显微镜厂家，主要生产体视显微镜，产品以外销为主，国内也有一些销售网络。深圳迈特是原桂林光学的一部分人员与深圳的资本结合成立的，其生产的单筒体视显微镜等质量不错，在工业领域销售比较大。梧洲奥卡显微镜厂在体视显微镜方面也有一定的实力。重庆奥特是原重庆光学厂部分技术与销售人员外出成立的，建立了自己的销售渠道，产品基本与重光相差不大，不过近来他们也推出了几款自己设计的新型号显微镜。芜湖光学仪器厂在比较显微镜生产方面很有经验，在司法鉴定显微镜中占有一席之地。贵阳云天是60年代上海光学厂内迁建立的，在工具显微镜研发与生产方面国内首出一指，不过由于地理位置、体制及市场的变化，已是今不如昔。/pp　　宁波及周边地区是目前中国显微镜生产最集中的地方，有十几家公司在生产各类显微镜，其中比较有名的除了宁波永新、宁波舜宇外，还有宁教，宇捷、盛恒等，由于大都是合资或民营企业，他们都很注重产品研发与创新，从外观设计到光学质量，都在不断提升，在08年深圳光博会上，宁波教学仪器厂展出的一款金相明暗场显微镜，成像质量明显比很多国内知名大厂都要高出一筹。/p

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

为贯彻落实习近平总书记在科学家座谈会上的重要讲话精神和相关要求，大力弘扬科学家精神，《中国光学》自2021年第1期开始开辟《院士访谈》专栏。《院士访谈》栏目由中国科学院院士、我国著名光学专家陈星旦先生悉心策划和组织。陈先生虽年逾耄耋，但仍亲自邀约各位院士，召集相关编辑人员进行汇编整理，逐字逐句审定终稿。陈先生的辛勤付出，实为本栏目之质量保证，深为本刊同仁所景仰尊崇。该栏目结合访谈、自述等多元化形式，记录院士们在成长、教学、科研等经历中难以忘怀的故事，以及他们对人生、科学、教育等问题的认识与思考，以此彰显老一辈科学家的爱国奉献与创新求实精神。人物小传姚骏恩，1932年4月生于上海市。应用物理学家。中国工程院院士。北京航空航天大学教授。1952年毕业于大连工学院（后为大连理工大学）应用物理系。1952-1964年在中国科学院仪器馆（后为中国科学院长春光学精密机械与物理研究所）工作。1964-2003年，调入中国科学院北京科学仪器研制中心（后为北京中科科仪股份有限公司）工作。2003年起在北京航空航天大学任教。是我国电子显微镜研制和生产的主要开拓者之一，设计并主持完成我国第一台大型透射电子显微镜、高分辨透射电子显微镜等，促进了国内电子显微镜制造、生产技术的推广应用。率先在我国主持研制完成扫描隧道显微镜和光子扫描隧道显微镜等十余种纳米检测仪器和器件，对有关理论和应用研究作出了突出贡献。一、成长经历1 历经战乱，曲折求学1932年4月9日，我出生在一个邮局职员家庭。父亲姚国勲安分守己，对子女的教育非常严格，从小教导我们三个子女要老老实实做人、认认真真做事。他常讲：“每人头上都有一片天，不要嫉妒别人；要自己努力，不投机取巧；要尊重长辈，助人为乐”。我的母亲唐玉瑛生于1899年，为人正直善良，任劳任怨，严以律己，宽以待人。她一生跨越三个世纪，享年105岁。一直用端庄贤良深深地影响着我。正是父母的教导、良好的家风激励着我在战乱中不断成长。1932年，在“一二八”淞沪抗战前夕，我家从上海闸北宝山路开始逃难，一路上历尽苦难和屈辱，最后终于在“法租界”暂时安顿了下来，是年4月9日，我就在那里出生。1936年秋，在我4岁的这年，我来到上海培成小学开始接受教育。1937年8月13日清晨，日舰用重炮轰击上海闸北，日本海军陆战队越过淞沪路冲入宝山路，我军予以自卫反击，“八一三”淞沪会战由此开始。我家不得不再次迁到“法租界”，之后我转读了巽明小学。我是家里最小的一个，有点小“聪明”，很是贪玩，不好好读书，常在弄堂里踢小皮球，结果小学三年级时留了一级。1941年12月8日，日本偷袭珍珠港，向美国宣战，太平洋战争就此爆发。是日，路上行人稀少，形势分外紧张，日军占领了上海法租界。一天上午，我正在家中，突然听到一声巨响，浓烟四处弥漫，断壁残垣上燃烧着火焰，同时周围哭喊声、惨叫声连成一片。我和哥哥急忙跑出去，才知道是日本两架军用飞机在演习时相撞，坠落在离我家仅二十多米远的地方，几十间房屋瞬间倒塌，我家弄堂对面的房子后半部都被烧为了灰烬。抗战开始后，江苏省立上海中学从漕河泾区吴家巷搬迁至“法租界”的菜市路，改名为私立沪新中学。1943年，我小学毕业后就读于此。1946年初，我就读的江苏省立上海中学迁回郊区的吴家巷原址，我第一次离家住校，开始独立生活。是夏，我初中毕业，心想考取自己学校的高中部不会有问题，结果掉以轻心，最终名落孙山。我就先到了上海市复兴中学读高中一年级。复兴中学的前身是始建于1886年的“麦瑟尼克”学校，抗战胜利后学校重建，定名为“上海市复兴中学”。校名“复兴”，含“复兮旦兮，兴我中华”之意。复兴中学的师资和校舍都很出色，离家又近，我在那里受到了良好的教育。不过由于父亲毕业于江苏省立第二师范学校（上海中学的前身），哥哥也是该校的学生，我一直希望继续在这个享誉全国的上海中学学习。于是，半年后我又再次报考，结果还是没有成功。我并不甘心，1947年暑期第三次报考，还记得当时的作文题目是“你为什么要考上海中学”，我有感而发，取得了优异的成绩，终于如愿以偿地再次进入了上海中学。我插班到理科高中二年级，由于我是班上年龄较小的，同宿舍的同学叫我“姚弟弟”。我所在的丁班，虽然考试成绩不如其他几班，但我们不死读书，都有着自己的兴趣爱好。我们很喜欢运动，如短跑、跳高、垫上运动、足球、垒球、乒乓球等，记得当时我们在课间的时候，曾把老师的讲台临时拉上球网，直接就打起了乒乓球。至今我还保留了那时的一些旧照片，这些记忆也是我一生中宝贵的财富。2 求学大连，幸遇名师1949年5月，上海解放，正值我高中毕业报考大学。是年，全国高校分区联合招生。我是在受帝国主义侵略欺凌的环境下长大，日本飞机经常在大中城市狂轰滥炸，而我们毫无还手之力，在“航空救国”的思想下，我选择了大连大学的电机系，一方面是共产党使我看到了光明，看到了希望，而大连大学是共产党在解放区创办的第一所正规大学，为即将诞生的新中国培养建设人才，哥哥也很鼓励我去；另一方面是因为该校有一批名师，都是在解放军渡长江前后辗转进入解放区的。此外，我担心父亲失业，家庭经济收入没有保障，无力为我交学费，而大连大学学生享受“供给制”待遇，不仅免交学杂费还提供生活费用，而且在上海首先发榜。父母虽然希望我留在上海，但最终也相信我的选择。于是，我和上海中学的几十名同学一起，乘坐学校包租的火车专列去了大连。那时，直达东北的火车还未开通，路过南京时，还遭到了国民党飞机的轰炸。到达天津后等待了十多天，考虑到坐船去大连不稳妥，我们最后决定还是继续乘火车。在东北广袤的大地上，只有我们这辆“专列”，边修路、边行车。晚间，我们就睡在车厢顶部的行李架和座位下面的地板上。走走停停，从天津到大连竟行驶了好多天。1949年9月底，我终于到达了大连，就读于大连大学工学院电机系。10月1日，我们这批大学生列队在大连火车站广场上，聆听了毛主席在开国大典上的讲话，备受鼓舞。是年年底，为了解我们这批首届学生的业务水平，学校组织了物理学摸底考试。有些考题我在上海中学时学过，所以答题比较顺利。当时我感到监考老师在我旁边站了一会儿，交卷时老师签名，我一看像是“美術”两字，后来才知道这是老师“王大珩”三个字的连写。这是我第一次见到恩师王大珩先生的情景，至今仍记忆犹新。大连大学非常重视理论联系实际，学校开办之初，就大力建设实验室。在刚解放的大连，什么科学器材都很难买到。物理系主任王大珩先生亲自带领教师和实验人员，从仓库和旧货市场上淘来旧秒表、天平、望远镜、电位差计和光学玻璃等，自己动手制造仪器。不到一年时间，就建成了可同时容纳130名学生做实验的普通物理实验室。王大珩先生指导学生做实验，认真负责、一丝不苟，审查实验报告也非常仔细。在给“不对”两字时，故意不说明原因，以培养学生的独立思考和动手能力。有的同学嫌仪器设备简陋，做实验不顺手、太费事，王大珩先生的回答是：“告诉你们一个真理，所有精密的东西都是用不精密的设备造出来的，你们要学会用低级的仪器做出好的实验结果。”他说自己在清华大学物理系读书时，有位老师经常讲，不能给学生好的东西用，就是要逼着学生学会自己动手。后来王大珩先生告诉我：“1950年在为你们准备钟摆物理实验时，那根挂钟摆的吊线经常断，实验课马上就要开始了，很着急。后来才发现，是穿过吊线的那个小孔边上有毛刺，把吊线割断了。刮去了毛刺，问题就解决了。”王大珩先生就是这样以身作则地教会了我们实验要认真负责、重视细节。后来，我们这些学生能独立思考并有较强的实际工作能力，与王大珩先生当时的细心培养和严格要求是分不开的。1950年秋，王大珩先生动员学生读应用物理。他说：“物理可以说是一切工业技术的基础，再冠以‘应用’两字，对新中国的建设更有现实意义。‘物理人’比单纯学工科的考虑问题更深入些，虽不能解决所有问题，但知道该去找什么人。”就这样，我们二十个同学成为了应用物理系的第一批学生，我从此开始进入了应用物理学科。大学一年级时，包括体育在内，我各门成绩都是5分，在全校名列前茅，因此我担任了班长，后来当选为校学生会数理分会主席。当时，我的体育老师是“中国奥运第一人”刘长春教授，他特别擅长短跑，动作步频快、步幅大、向前性好，悉心传授我们的短跑技术和经验，使我们受益匪浅。大连工学院首届毕业同学留影（三排左三：姚骏恩）3 投身科研，艰难缔造根据国家第一个五年经济建设计划的需要，1952年全国大学物理系三年级的学生都提前一年毕业。当时王大珩先生已受命在长春市筹建中国科学院仪器馆（后改名为长春光学精密机械与物理研究所，简称长春光机所），从各地招收了二十名大学应届毕业生，我是其中之一。当时的长春满目疮痍，还没有从战争创伤中恢复过来。我从设计大礼堂的座椅、采购器材和实验设备开始，日夜兼程、东奔西走，全身心的投入到中国科学院仪器馆的建设工作中。1953年，我的第一个科研项目是研制精密电阻箱。研究期间我发现电阻的阻值竟不是书本上所写的固定值，而是天天在变，而且引起变化的原因有很多，这使我深深体会到了事物的复杂性。第二年，我又开始研制测量微弱电流的检流计，仅读数不回零的问题就经过数十次试验才得以解决。这些问题的答案都是书本上没有的，必须自己找出关键所在，“尽信书不如无书”，正是这样的经历培养了我独立进行科研工作的能力。后来看来，这些极为普通的常规仪器，当时却还要在中国科学院仪器馆研制，可见建国初期的科技水平是何等落后。二、投身电子显微镜事业1 参与研制我国首台电子显微镜显微镜是人类认识微观世界的有力工具。光学显微镜的出现，使人们发现了被称为19世纪三大发现之一的生物细胞，对自然界的认识有了一个极大的飞跃。诞生于1932年的电子显微镜和1982的扫描隧道显微镜，分别作为显微镜发展史上继光学显微镜之后的第二和第三个里程碑，促进了纳米科技的诞生和持续发展。1953年，德意志民主共和国的总统把一台该国蔡司公司生产的、代表当时世界水平的电子显微镜（简称电镜），送给毛主席作为六十寿辰的大礼。1956年,我国制定《1956-1967年科学技术发展远景规划纲要》时，由王大珩先生领导的仪器规划小组提出要研制电子显微镜。而当时的苏联顾问认为这个项目难度太大，在此期间中国做不出来，不要列入规划，中国如要用，可以向苏联买。但王大珩先生并未因此停止研制电子显微镜的步伐。我当时是仪器规划小组的工作人员和俄文翻译，在此期间，光机所拟送我去苏联国家计量院学习，但因体检发现视觉红绿色弱，不合格而作罢。第二年，长春光机所又选派我去德意志民主共和国的蔡司公司学习红外光谱仪器制造技术，在中国科学院沈阳干部学院学习了将近一年的德语。年底，一切去德的手续都已办妥，行李也送上了火车，准备第二天出发。可是，当晚接到中国科学院的紧急通知，“暂不去德”。我们以为又发生了类似的“匈牙利事件”。后来才明白，是德国方面要分别“安排”。不久，到大学进修的去了德国，而蔡司公司则不接受我们去学习他们的关键技术，德国之旅未能成行。1958年，在“破除迷信，解放思想”思想指引下，所长王大珩先生大胆提出在长春光机所研制电镜，并邀请了一位刚从德国留学回来的中国科学院电子学研究所博士作为负责人，以中国科学院武汉一个研究所刚从日本订购的中型电镜作为参考样机开始研制工作。研制电镜需要解决真空问题，当时光机所只有一台前苏联生产的氦质谱真空检漏仪，在此期间，我翻译了俄文说明书。通过夜以继日的刻苦攻关以及高效的协调配合后，只经过短短的72天，在1958年8月即成功制造了我国第一台电子显微镜，加速电压50kV，分辨本领达10nm。这台电子显微镜作为光机所研制成功的“八大件”（指八项先进的高端光学仪器）之一，于当年国庆节前夕在北京中关村展出。毛主席参观了这个展览会，当工作人员介绍到电子显微镜时，他高兴地说“我们也能做这个东西（电子显微镜）了”，对这些科研成果倍加赞赏。后来我独自一人去武汉归还之前借来的日本电镜，由于是被拆成零部件后再重新装起来的，问题不少，就连机械泵也发生了故障。当时，我“初生牛犊不怕虎”，竟敢把它拆开，清洗精密的旋转刮板后再装起来。我打开不容许用户触动的50kV高压油箱进行检查维修，并过滤高压变压器油。经反复调试，这台电镜的分辨本领终于恢复到其出厂指标2.5nm。此后，该中型电子显微镜向南京教学仪器厂（后改名为江南光学仪器厂）等推广生产。他们在光机所图纸的基础上不断改进，于1961年实现了小批量生产，至1994年共生产了两百多台。2 共同自主研发电子显微镜 在成功制造我国第一台电子显微镜后，有人说，你们能做电子显微镜，很好！但这是仿制的，自己设计行吗？我们了解自主研发面临的巨大挑战，但更加深知这是我国科技发展的必由之路。为此，1958年9月，长春光机所决定自行设计研制100kV大型电子显微镜并成立了电子显微镜研究小组，由我任组长和课题负责人，电子所的一位专家为技术负责人。由于我在研制检流计时熟悉了磁路设计，加上具备相关的光学知识和英、德、俄文的基础，参考了国外有关经典文献和当时世界上最先进的德国西门子公司的Elmiskop型电子显微镜产品样本，很快就完成了电子显微镜总体设计和电子光学系统、电磁透镜的设计，并提出了对加速电压及纹波、透镜电源和真空系统等的要求。经过全体人员十个月不分日夜的辛勤劳动、协同合作，终于在1959年9月末，我们研制成功了我国第一台自行设计的电子显微镜（XD-100型），分辨本领优于2.5nm、加速电压100kV、放大倍数达10万倍以上。100 kV电子显微镜工作照片（左一：姚骏恩）为参加国庆十周年全国工业交通展览会，我们特别包租了一节火车车皮，我和负责机械设计的同志就坐在电子显微镜的包装箱上，星夜奔赴北京。在北京展览馆安装好后，却发现冷却水漏进了物镜线包造成漏电，导致电子显微镜无法工作。当时已是放假前夕，我抱着十几公斤重的物镜找到兄弟单位，用真空烘箱烘干，又花了一天的时间抽真空，终于及时解决了问题。10月1日，这台10万倍电子显微镜作为一项重大科技成果，在北京展览馆按时展出，并且摆在了中央大厅的显要位置。观众十分好奇地排起长队等待着用电子显微镜来观看蚊子翅膀上的“汗毛”，这个场景至今令我难以忘怀。当天，天安门前举行国庆十周年庆祝大会，这台XD-100大型电子显微镜的巨大模型排在中国科学院游行队伍最前面，接受了检阅。这台电子显微镜被列为我国仪器仪表行业从仿制到自行设计研制的一个里程碑标志，被列入了“中华人民共和国四十年重大科学技术成就”之一，并收入了记载古今中外自然科学大事的《自然科学大事年表》。长春光机所发扬当时提倡的“全国一盘棋”和“共产主义大协作精神”，1958年和1960年先后将仿制的中型电镜和自行设计制造的XD-100大型电子显微镜的全部设计资料和机械图纸无偿地交给南京教学仪器厂和上海精密医疗器械厂（后改名为上海电子光学技术研究所）。我也多次到上海、南京毫无保留地向他们介绍电镜设计及调试技术。就这样，我国逐步建立起了自己的电子显微镜制造领域。1960年9月，国家科委在北京召开第一次全国电子显微技术交流会，我作了题为“ XD-100大型电子显微镜研制”的学术报告。会议期间我被确诊得了肺结核，11月回到上海家里，肺部已有严重的“空洞”，在接受近一年住院治疗后，才得以再次回到长春工作。上海精密医疗器械厂在XD-100型基础上制成了DXA2-8型电镜，分辨本领达2.0nm。当时，为了庆贺全国八个具有代表性的新产品问世，邮电部特别发行了一套纪念邮票（8张），其中一张就是DXA2-8型电子显微镜。这是世界上最早的以电子显微镜为主题的邮票。1965年7月，研制成功DXA3-8型一级电子显微镜，分辨本领提高到0.7nm，通过了国家鉴定。1968年定型了DXA4-10（0.7nm，100kV），到1977年共生产了72台。中国科学院新疆化学研究所购置了第一台DXA4-10商用高分辨率电子显微镜，并利用这台仪器发现了四百多种动植物病毒，不但为我国动植物病毒研究作出了重要贡献，也培养了一批优秀人才。这也印证，我国自主研发电子显微镜的能力取得了长足进步。3 调入北京继续从事电子显微镜研发1964年4月，根据中国科学院集中力量的决定，将长春光机所电子显微镜研究室包括我在内的13人调并到北京的科学仪器厂（后为北京中科科仪股份有限公司）。当时全厂召开联欢会热烈欢迎我们的到来。之后，我出任了电子显微镜研究实验室副主任，负责研制DX-2型100kV透射电子显微镜，主要负责总体设计和电子光学系统计算。在此期间，我重点解决了电子显微镜的“心脏”——物镜极靴的研制和高稳定度100kV高压电源的问题。1965年底，中国科学院组织成果鉴定，结论为：“根据在鉴定过程中所拍摄的铂铱粒子照片，测得最小可分辨距离为0.4nm和0.5nm 的五对点子。按国外常见的表示方法，DX-2电镜的分辨本领可达0.4nm。按国内采用从严的分辨本领鉴定方法（以第五对最近点中心间的距离计算）, 评定该电镜的分辨本领为0.5nm ，电子光学放大可达25万倍以上。由此可以认为DX-2电镜在分辨本领和放大倍数方面已达到国际先进水平” (原结论中以埃为单位，1nm = 10埃)。1966年1月，DX-2型电镜作为重点展品参加了北京全国仪器仪表新产品展览会。此后，我参与了6台DX-2型电子显微镜的小批量生产。我指导并参与研制完成了我国第一台扫描电镜（DX-3型），负责人是我的第一位研究生。这台扫描电镜性能达到了1973年我国进口的日本扫描电子显微镜的水平，并且实现了批量化生产。同年，科学仪器厂扫描电子显微镜组获得了国务院总理亲笔题词的荣誉证书，给了我们莫大的鼓舞。我还负责研制X射线波谱仪，并将其和同轴光学显微镜一起配装在扫描电镜上，发展成DX-3A型分析扫描电镜。该型扫描电镜先后生产了近百台，并向国内几家单位推广生产。1982年出现了扫描隧道显微镜（缩写STM)，横向分辨本领达0.1~0.2nm，纵向分辨本领高达0.01nm，这是其它显微镜难以达到的。更重要的是STM克服了电镜试样必须处于真空环境的限制，可在大气、真空、甚至液体环境中观察物体在自然状态下的表面结构和实际状态。1986年的诺贝尔奖物理奖即授予了扫描隧道显微镜的两位发明人和50年前（1932年）第一台电子显微镜的创制者。后来，中国科学院成立了北京电子显微镜（开放）实验室，依托在中国科学院北京科学仪器厂，我被任命为副主任。我认识到STM大有发展前途，自己又有研制电子显微镜的经验，于是提出自行研制STM，得到了实验室主任的大力支持，由我兼任STM研制小组组长并且赴美调研，不久我确定了设计方案，经过半年多的刻苦攻关得以研制成功。北京电镜室工作者用自制的STM首次获得了石墨表面原子图像，横向和纵向分辨本领分别达到了0.1nm和0.01nm，达到国际先进水平。1987年12月22日，《人民日报》头版上的报眼以“我国制成新型扫描隧道显微镜”为题，对此进行了专题报导。该型电镜后续实现了小批量生产。第二年，在英国召开的第三届STM会议上首次报导了我国研制成功的STM，并选入了会议论文集。我们还在国际上首次用实验验证了一个重要论断，即STM图像不只是试样的像，还与探针有关。之后，在1989年又诞生了光子扫描隧道显微镜（PSTM），分辨本领突破了传统光学显微镜光束半波长的衍射限制，引起世人瞩目。1991年我又提出研制PSTM，在与大连理工大学物理系的合作下，于1993年6月研制成功我国第一台光子扫描隧道显微镜，图像横向分辨本领优于10nm，纵向分辨本领为1nm，达到国际先进水平，与此同时还开展了应用研究，不断推动我国的电镜事业跟上世界发展的脚步。我从中国科学院北京科学仪器研制中心退休后，也未停止科学研究的脚步，继续从事发展原子力显微镜的工作。我之前与一位专家合作共同发展了一种国际上分辨率最高的MoS2固体径迹探测器，研制生产了我国第一代激光检测原子力显微镜。2001年我当选为中国工程院院士后，老师王大珩先生告诫我“要更加谦虚谨慎，发挥作用”。还有位院士朋友对我说：“当选院士的最大好处是可以继续工作”。这些我都铭记在心。2003年我受聘到北京航空航天大学任教，重新获得了工作的机会。1949年上大学我报考的就是航空工程系，后来因为种种原因而转为应用物理专业，在应用物理领域一干就是半个世纪，这一次可谓实现了我54年前报考大学时为祖国航空事业服务的愿望。对此，我十分珍惜，兢兢业业，只争朝夕，把这份工作当作自己再一次“创业”的机遇，尽自己最大的努力工作。我积极开拓学科方向、组建科研团队、引进优秀人才、培养青年教师和研究生，先后任教授、校学术委员会副主任、航空科学与技术国家实验室（筹）首席科学家和理学院物理研究所所长。主持组建“北航微纳测控研究中心”，筹建“微纳测控与低维物理教育部重点实验室”，任筹备主任和名誉主任。负责完成了国家自然科学基金和科学技术部等多项专项课题。开展了近场光学显微学、离子束纳米级加工、原子力显微视频成像、高次谐波及多频激励成像、频率调制原子力显微术以及智能化便携式原子力显微镜等研发工作。我曾在《科学仪器》杂志上发表我国第一篇系统论述电镜设计制造的文章“XD-100型电子显微镜”；撰写了数十篇科普与综述文章，以推动显微镜领域科学传播；多次组织国际和全国学术会议并编辑出版论文集；组办学习班，编写教材，在全国普及电子显微学知识等等。始终致力于促进国内电子显微镜的研制生产和应用。1980年中国电子显微镜学会成立，我是主要创办人之一；1982年《电子显微学报》创刊，我作为副主编、主编主持日常工作。三、漫漫电镜路，汲汲求索心我们实现了多种电子显微镜的国产化，多项产品的主要指标接近或达到当时的国际水平，这些国产电子显微镜为促进我国的科学技术和工农业生产发展作出了贡献，创造了属于自己的辉煌。但是改革开放后各种电镜大量进口，促进了外国公司的发展，而国产电子显微镜因使用性能等不如进口产品而竞争力有限，只剩下一个研制单位——北京中科科仪股份有限公司还在艰苦奋斗，小批量生产中档扫描电镜。但先进的技术是买不来的，“工欲善其事、必先利其器”，为建成创新型国家，我国必须掌握高端显微装备的核心技术，必须自主发展新的纳米测量方法和纳米加工技术。50余年来，我有幸负责自行设计制造了我国第一台大型透射电子显微镜；指导、参加研制完成我国第一台扫描电镜，并在国内推广电子显微镜的设计制造技术；率先在我国主持研制完成扫描隧道显微镜和光子扫描隧道显微镜等十多种纳米检测仪器和器件，对有关理论和应用研究作出了一些贡献，为发展我国纳米科技提供了必要的技术基础，起了先导作用。我对于发展电镜事业心坚如磐，走过的这条路踏实而又厚重，不断的为我国高端电镜的自主可控贡献自己的力量。本世纪初，由于种种原因，国产电镜和扫描探针显微镜的质与量还远远不能满足全国的广泛需求。为此，我与王大珩先生等在2003年1月，向国家呈交了“建立我国自己的纳米测量仪器和纳米加工装备制造业”的“工程院院士建议”，2006年初又提出了“振兴我国的电子显微镜制造事业”的建议：（1）发展具有自己特色、先进的多功能亚埃(0.1nm)分辨率、亚eV级像差校正电子显微镜，实现我国在纳米尺度表征与度量的髙端突破；（2）整合国内现有基础，形成有市场竞争力的电子显微镜规模产业；（3）创建电子显微镜研发团队，建立具有国际竞争力的电子显微镜研发平台和基地。国家科技部考虑了这个建议，并将“场发射枪透射电子显微镜的研制”列为“十一五”国家科技支撑计划的重大课题，推动了电镜产业的加速发展。其实不仅是国产电镜和扫描探针显微镜，整个中国科学仪器制造行业都面临极大的挑战。国外厂商对中国的策略往往是，你不能制造的精密仪器，他要高价，甚至不卖给你；当你有能力制造时，他以低价销售给你，打垮你，让你难以发展。因此，我们必须自立自强。电子显微镜，从1958年开始我国就做出来了，但稳定性、可靠性不如国外产品。要解决这些问题不是一日之功。生产高质量仪器的关键在于建立一条完整的科学仪器产业链。从材料的选择、加工工艺，到整机的装配调试，每一个零部件都需要注意，每一个细节都需要精益求精，这需要一整套技术标准，才能实现高指标、高可靠性。我们需要一个打基础的过程，一个积累的过程，而这样积累的过程是难以一蹴而就的。只有选择性地把某些仪器做到满足国内需求以减少对国外的依赖，在打好基础的情况下逐步发展我们的技术特色，利用我国已领先的新原理、新材料等来制造新仪器，争取一部分先超越。这样，中国的科学仪器制造事业才能逐渐强大起来。现在国内已研制生产了有完全自主知识产权的高质量扫描电子显微镜、透射电子显微镜原位观察测试研究的开发与应用研究等。时至今日，我仍在为发展我国的超显微镜制造事业继续努力，展望未来，我必将为这项事业奋斗终生。回首过去的人生轨迹，有成长的曲折，成功的喜悦，也有未竟的遗憾。从失望到期望、从惴惴不安到信心满怀。我相信，只有经历磨难，生命方有厚度！2009年姚骏恩在北京航空航天大学工作

镜质合璧 还原真实成像质谱显微镜用于米曲中磷脂和葡萄糖的可视化分析 引言米曲是清酒酿造中的关键元素。它在清酒酿造中的主要作用被认为是提供分解淀粉和蛋白质的消化酶。众所周知，米曲成品的成分对清酒的品质（味道和香气）有很大的影响。然而，目前为止对米曲质量的评估经常依赖于首席酿酒师的经验。这意味着此领域相关科学知识的不足，且仍有发展空间。当首席酿酒师评估米曲质量时，米曲的物理结构，即外观和质地似乎是质量指标之一。在过去的研究中利用扫描电子显微镜来研究米曲的内部结构，但直到近几年，评估米曲结构和成分关系的研究仍然进展甚微。由于岛津iMScope成像质谱显微镜可同时观察样品结构和成分分布，在本应用报告中，我们将iMScope应用于发酵领域，并尝试可视化分析米曲结构和成分分布。 如图1所示，质谱成像（MSI）是非常适合观察米曲结构以及决定其有效成分分布的技术。MSI应用于食品的论文，已有芦笋中天冬酰胺和姜黄根中姜黄素分布可视化的应用报告⑴,⑵。本文针对食品科学研究中的“发酵”新应用领域，尝试着将米曲内的结构和成分分布可视化。由于米曲非常易碎，在进行MSI分析时，未经前处理制作米曲切片几乎是不可能的。因此，我们研究了各种切片制备方法，并成功实现从生米到蒸米和米曲过程中的代谢物可视化分析。图1 质谱成像（MSI）工作流程 实验 2-1试剂使用羧甲基纤维素（CMC）（FUJIFILM Wako）为包埋剂，配制浓度为4%的CMC水溶液，并将溶液放入70℃的恒温箱过夜来确保完全溶解。本实验中使用的基质是α-氰基-4-羟基肉桂酸（CHCA）和N-(1-萘基)聚乙烯二胺二盐酸盐（NEDC）（Merck），溶剂为乙腈、异丙醇和甲醇（FUJIFILM Wako）、超纯水。 2-2切片制备使用清酒酿造用的抛光率为70%的山田锦大米（白鹤酒造株式会社）制成的蒸米和米曲。生米可视化研究中使用市售大米。如前所述，这些样品材料极其脆弱。因此，采用冷冻切片机制备切片并使用粘性冷冻膜（cryo-lab）回收获得的切片。将米粒包埋在上文所述的4%羧甲基纤维素溶液中，在-80℃冷冻。切片厚度为20 μm，获得的薄膜利用导电双面胶带（3M公司）固定在ITO涂层玻璃载玻片上（无MAS涂层，表面电阻：100 Ω/m2）（松浪玻璃工业株式会社）（图2）。图2 米曲切片制备 2-3基质涂敷在检测米粒切片和米曲切片中的磷脂时，使用岛津iMLayer基质升华系统将CHCA沉积在样品表面（图3），接着喷涂CHCA溶液(3)。基质升华的膜厚度为0.5 μm。利用由乙腈、异丙醇、超纯水（3: 1: 6）构成的含0.1 %甲酸的混合溶剂溶解CHCA，调节其浓度为10 mg/mL。已知可以有效电离葡萄糖的基质NEDC，利用iMLayer进行升华，升华时设置温度为220℃、时间为10分钟。NEDC基质升华后，利用5%甲醇溶液进一步进行重结晶。图3 iMLayer基质升华系统 2-4质谱成像MSI检测使用岛津iMScope成像质谱显微镜进行。激光照射次数为100次/点。正离子模式检测磷脂，空间分辨率为25 μm，负离子模式检测葡萄糖，空间分辨率为50 μm。检测范围：正离子模式m/z　400-800，负离子模式m/z 180-230。在所有检测中，激光强度均设置为45，检测器电压为2.1 kV。 2-5构建MS图数据分析和MS图像构建采用岛津MSI分析软件Imaging MS Solution和IMAGEREVEAL MS进行。IMAGEREVEAL MS是通过统计学功能实现非靶向分析的软件。它拥有卓越的校正函数（图像过滤、像素插值），并含有“相似图片提取”功能。本文后半部分所示的葡萄糖可视化数据是利用IMAGEREVEAL MS软件进行分析。 结果 3-1生米、蒸米和米曲中磷脂的分布图4显示了生米、蒸米和米曲切片中胆碱的分布。胆碱是一种在米曲制作过程中分布和数量会发生巨大变化的典型成分。生米的结果在碾米之前测得，且结果表明胆碱累积在大米胚芽中。在碾碎后的蒸米中，来自胆碱的峰急剧下降，但在米曲的内部则观察到极强的峰。这表明胆碱在米曲发酵过程（即米曲制作过程）形成。因此，使用MSI 可以观察到米曲制作过程中胆碱数量和空间分布发生急剧变化的现象。图4 生米、蒸米和米曲中胆碱的分布 在米曲的内部还观察到各种磷脂（包括溶血磷脂）的累积（图5）。尤其是溶血磷脂酰胆碱LPC（16:0），m/z 496.34和LPC（18:2），m/z 520.34显示这一趋势(4)。而磷脂m/z 748.35和786.30的MS图像显示出其在米曲中的不均匀分布。这种异质性被认为由曲霉（米曲霉，Aspergillus oryzae）侵入蒸米中生长出雾状菌丝导致，这个过程就被称为“hazekomi”。下一部分我们将介绍一种将hazekomi过程可视化的方法开发以及将这种方法与MSI结合使用的结果。图5 米曲（山田锦，稻米抛光率：70 %）中溶血磷脂和磷脂的分布 3-2hazekomi可视化及其与MSI的配合使用⑸,⑹haze指的是米曲霉菌丝在蒸米表面扩散时呈现的白点，在首席酿酒师进行米曲目检时被作为一个结果指标。在早期的hazekomi可视化研究中，Yoshii等人发表了一篇基于扫描电子显微镜（SEM）观察的报告，他们通过将米曲霉传播过程直接可视化的方式成功观察到了米曲中米曲霉的生长，该结果有助于改善制曲过程（7）。 利用SEM将hazekomi过程可视化时，观察微观区域的能力是一个重要特征。不过，我们认为将整个米曲hazekomi过程可视化的方法以及可获取成分分布信息的技术也是有用的。为了解决这一问题，我们引入了采用β-葡萄糖醛酸酶（GUS）作为标志基因的GUS报告系统用于hazekomi可视化。具体来说，通过构建米曲霉GUS表达株以及生产使用该菌株的米曲（以下称为GUS米曲）来实现对制曲过程中米曲霉生长的清晰观察。GUS米曲的使用实现了通过颜色反应来可视化米曲霉位置，而当这种技术和MSI配合使用时，可获取关于成分分布的信息。这两种技术的结合同时实现了整个米曲的hazekomi可视化以及成分分布的可视化研究。 在此我们将对这种旨在把GUS报告基因系统应用于米曲的创新研究进行阐述。GUS报告基因系统最初是为了将植物组织中菌丝体的可视化而开发的。在植物组织中，常见做法是将样品浸泡在5-溴-4-氯-3-吲哚-β-D-葡萄糖苷（X-Gluc）溶液中，这是一种用于着色的显色底物。拥有极硬细胞壁的植物组织即便是长期浸泡在X-Gluc溶液中，也能够毫无问题地维持样品观察所需的形态。 不过，如前所述，米曲非常脆弱，且其性状和植物组织完全不同。这意味着采用现有的着色方案将极为困难。事实上，我们证实了在米曲浸泡在X-Gluc溶液中固定着色所需时间内，样品的形态由于吸水而发生了很大的改变。为了避免这一问题，必须改变添加X-Gluc的方式。因此，我们构思了一种通过将X-Gluc溶液喷洒在GUS米曲切片上的方法来可视化分析hazekomi过程。 图6显示了采用这种方法得到的结果。这里制曲使用的是抛光率为70%的抛光白鹤锦稻米（白鹤酒造株式会社的酒米），并在制曲开始24h、31h以及43h后取样。随着制曲的进行，可以观察到靛蓝色从曲的表面渗透到内部。尤其是在43小时之后、制曲完成时，不仅在曲的表面，在内部也能检测到浓烈的靛蓝色，表明米曲霉已经到达了稻米内部。 曲的一个主要作用是在酿造（发酵）阶段提供各种酶，以便形成酵母菌所需的营养。观察到的主要酶为α-淀粉酶或葡萄糖淀粉酶，这两者会形成作为酵母生长所需的葡萄糖。此外，也有报道表示α-淀粉酶可能是影响曲霉菌丝体侵入性生长的非常重要的酶。图6 GUS米曲中hazekomi过程的可视化分析（比例尺：1 mm（插入图片：200 μm）） 尽管既往研究中报道了制曲后葡萄糖的增加，但hazekomi和葡萄糖分布之间的关系尚未明确。在制曲过程每个阶段的米曲质谱图中，确实观察到了葡萄糖峰强度的升高（图7）。已有报道表明NEDC可以增加癌组织中葡萄糖检测的灵敏度（8）。因此，当使用NEDC作为葡萄糖MSI的基质时，[M+Cl]-= m/z 215.02在负离子模式下被检测到。 为了研究GUS米曲的hazekomi过程和葡萄糖分布之间的关系，使用GUS染色切片相邻的切片进行了MSI，比较获得的葡萄糖离子强度和GUS染色图像的分布，图8显示其结果。 观察葡萄糖分布及与GUS染色图像的叠加可以了解到从制曲初始阶段到后期阶段，葡萄糖从外到内增加。这一结果表明hazekomi和葡萄糖分布之间存在相关性。 另外，有些区域由于X-Gluc为深色且葡萄糖强度很高而成像为蓝色（黑色箭头显示），同时在本实验中也能看到有些部分虽然也观察到了hazekomi，但葡萄糖强度低，例如以黑色圆圈表示的区域。这些结果表明位置不同，hazekomi产生的葡萄糖量存在差异性。今后，可以通过包含各种代谢物（例如氨基酸、糖类、糖醇）分析的探讨来实现从化学角度更好地了解hazekomi现象。 虽然目前的考察着重于葡萄糖并解释了伴随hazekomi过程葡萄糖分布的变化，但可以想象，形成的酶的扩散范围和活性也会受到诸如米粒特征等其他因素的影响。这种新的可视化技术（GUS米曲和MSI的融合）预期可以改进米曲和其他曲衍生产品的制曲流程。图7 利用NEDC基质获得的葡萄糖峰的时间依赖性变化图8 GUS米曲中葡萄糖（[M + Cl]–）的可视化（比例尺：1 mm） 结论 在本研究中，分析了磷脂在山田锦大米（清酒酿造米）中的空间分布，并利用白鹤锦米（白鹤酒造株式会社的专有清酒米）可视化分析hazekomi过程和葡萄糖分布之间的关系。同时还利用白鹤锦米制备了一种表达GUS的米曲品系，并用于揭示hazekomi过程和葡萄糖分布之间的关系。这种新的可视化技术利用了GUS米曲和MSI相结合，可有助于更好地了解米曲和其他曲衍生产品的制曲流程并改进制曲方法。由于本实验中采用的岛津iMScope成像质谱显微镜能同时实现微观区域的光学显微镜观察以及显微镜下的质谱分析，将iMScope应用于各种酒曲和其他麦芽的分析，可以获得发酵领域相关新科学知识。 iMScope QT（图9）是iMScope的新一代产品，于2020年6月发布。在延续iMScope TRIO卓越的显微镜观察功能和空间分辨率的同时，新的iMScope QT提供了更高的质量分辨率、检测灵敏度和分析速度，让分析变得更轻松。同时，由于能够分析更宽的质量范围，期待MSI技术可以进一步扩展在不同研究领域应用的可能性。图 9 iMScope QT 参考文献(1) K. Miyoshi, Y. Enomoto, E. Fukusaki, and S. Shimma, Shimadzu Application Note (No. 57).(2) S. Shimma and T. Sagawa, Shimadzu Application Note (No. 63).(3) S. Shimma, Y. Takashima, J. Hashimoto, K. Yonemori, K. Tamura, and A. Hamada, J. Mass Spectrom., 2013, 48, 1285(4) N. Zaima, N. Goto-Inoue, T. Hayasaka, and M. Setou, Rapid Commun.Mass Spectrom., 2010, 24, 2723.(5) A.P.Wisman, Y. Tamada, S. Hirohata, K. Gomi, E. Fukusaki, S. Shimma, J. Biosci.Bioeng., 2020, 129, 296(6) A.P.Wisman, Y. Tamada, S. Hirohata, K. Gomi, E. Fukusaki, and S. Shimma, J. of Brew.Soc.Japan (in press).(7) M. Yoshii and I. Aramaki, J. of Brew.Soc.Japan, 2001, 96, 806.(8) J. Wang et al., Anal.Chem., 2015, 87, 422. 文献题目《成像质谱显微镜用于米曲中磷脂和葡萄糖的可视化分析》 使用仪器岛津iMScope TRIO 作者Shuichi Shimma *1, 2, Yoshihiro Tamada *3, Adinda Putri Wisman *1, Shuji Hirohata *3, Katsuya Gomi *4 Eiichiro Fukusaki *1,2*1 大阪大学工程研究生院生物技术系*2 大阪大学岛津组学创新研究室*3 白鹤酒造株式会社*4 日本东北大学农学研究生院未来生物产业的生物科学与生物技术系

生物课上，一台显微镜、一片菜叶子加上一只青蛙或者鲫鱼，一场生物显微解剖课开场了。各自不免兴奋，显微镜是多么神奇的一个东西!它让我们能够看到流淌江水中的各种微生物，能够知晓细胞内形形色色的细胞器，能够区分出猩猩有24对染色体而人却只有23对。　　这都要归功于16世纪一个叫Zacharias Jansen的荷兰人，我们不清楚他如何想到将两个镜片叠在一起并放在管子的两头，但是这个奇怪想法催生出的工具，却能够在压缩最小的时候放大3倍，拉到最长时可以放大达到10倍。他在孩童时期的嘻哈把玩，将我们带进了令人瞠目结舌的微观世界。　　▲玩出来的显微镜　　很奇怪，做出显微镜的第一人不是生物学家，而是一个观星的人&mdash &mdash 现代物理学与天文学之父伽利略。1609年，在听说了这个孩子的发明后，他不仅研究明白了这些镜片在一起能够放大很多倍的原理，还制造出了一台更为精密的工具，并将其命名为occhiolino(也被称为little eye)。从此，现代意义上的显微镜走进人们的视野。　　然而，显微镜真正发展成为一个学科，成为窥视微观世界的独门兵器，还是要等到17世纪六、七十年代。列文虎克，这个出生于1632年的荷兰小伙子，在稚嫩的年纪就不得不面对父亲的去世，被迫来到阿姆斯特丹的一家干货商店当学徒，在那里他接触到放大镜，产生极大的兴趣。闲暇之余，他便耐心地磨起了自己的镜片。或许是太无聊，或许是太好玩，他一生中竟然磨制了400多个透镜，放大倍数竟然可以达到300倍!利用自制的显微镜，列文虎克为我们展现了一个全新的微观世界，他第一个发现并描绘了细菌，展现了一滴水中的世界，准确地描述了红细胞，证明了马尔皮基推测的毛细血管层是真实存在的，他成为了微生物学的奠基人。　　与列文虎克同期的，还有一个叫做罗伯特&bull 胡克，被称为&ldquo 伦敦的莱奥纳多&bull 达&bull 芬奇&rdquo 的英国博物学家。你说对了，&ldquo 胡克定律&rdquo 就是以他名字命名的。他不仅提出了弹性材料的胡克定律，万有引力的平方反比关系，设计了真空泵，还利用自制的显微镜发现了软木中的&ldquo 小室&rdquo ，并将&ldquo cell&rdquo 一词深深地刻进了现代人的脑海中。从此，显微镜的发展进入了快车道，出现了形式多样、拥有不同功能的各色显微镜。　　▲光学显微镜　　灯泡的发明让那些狂热的显微镜粉丝们欣喜不已，终于可以在晚上也可以使用高倍镜片来触摸微观世界了。但是当他们将光源经聚光镜投射在被检样本上后，却发现在视野中除了有那些小东西，竟然还发现了灯丝的影像。直到1893年，一个叫柯勒的年轻人，发明了二次成像技术，成功地将热焦点落在了被检样本之外，不仅光线均匀了，而且也不会损伤样本。这种被称为柯勒照明的光源系统，成为了现代光学显微镜的关键部件。　　显微镜的变革，也使细胞学迎来了最为辉煌的发展时期。细胞器、染色体等细胞染色方法的出现，使人们对于细胞这一生命最基本单位有了相当深入的认识。但是，染色毕竟影响甚至杀死了细胞，跟一堆死细胞玩真是太没意思了!直到20世纪二、三十年代，弗里茨&bull 泽尔尼克在研究衍射光栅的时候，发明了相差显微技术，这一情况才被彻底改变。　　再后来，出现了各种形形色色的显微镜，按照设计方式的不同，有正立的、倒立的，还有解剖显微镜，按照目镜的个数，有单目镜的、双目镜的，还有直接数码相机采集图像的，有使用偏振光作光源的，还有不将光直接射入样本的暗视野显微镜，还有选定特定波长的光波照射样本，以产生荧光的荧光显微镜。　　▲瓶颈所在　　十八世纪，光学显微镜的放大倍数已经可以达到1 000倍，直到现在人们也只能将其提高到1 600倍左右这个极限了。不是因为技术不够，而是因为显微镜的最大分辨率受到光源波长的限制。　　光在传播途径中，如果碰到的障碍物或者小孔的尺寸远大于光的波长时，就会被反射回去或者穿透过去，可以看作是沿直线传播。但是当物体尺寸与光波差不多甚至还要小的时候，光波就会发生衍射现象并绕过去。不论我们怎样磨镜片，或者使用油镜来提高清晰度，显微镜的分辨率最多也只能达到光波长的一半。而我们肉眼通常能感知的可见光，波长范围在0.39&mu m ~0.76&mu m，即便使用0.39&mu m左右的紫外光，理想状况下，也就能达到0.2&mu m的分辨率。所以，要想提高分辨率，只能改变光源，并且改用仪器来探测放大的图像。　　▲新时代的骄子　　当人们意识到用光学显微镜看不到原子般细微的物质，那么就会想法进一步提高显微镜的分辨率，别的办法行不通，那就只能寻找比光波波长还短的光源。还有哪些波的波长比光波还短?当然是电子。注意，是电子，不是家里电线中220 V的电&hellip &hellip 　　1924年，德布罗意提出了波粒二象性的假说，根据这一假说，电子也会具有干涉和衍射等波动现象，这被后来的电子衍射试验所证实。接着汉斯&bull 布什又开创了电磁透镜的理论。这些使人们产生了制作显微镜的新想法：为什么不用具有波动性的电子做&ldquo 光源&rdquo ，再用电磁透镜来放大呢?于是，1932年德国工程师恩斯特&bull 鲁斯卡和马克斯&bull 克诺尔制造出了第一台透视电子显微镜，这是近代电子显微镜的先导，鲁斯卡也因此获得了1986年度的诺贝尔物理奖。　　电子显微镜有着与光学显微镜相似的成像原理，它的神奇之处在于用电子束代替光源，而电磁场也化身成了透镜：高速的电子束在真空通道中穿越聚光镜再透过样品，带着样品内部的结构信息投射在荧光屏板上，最终转化成可见光影像。另外，由于电子束的穿透力很弱，用于电子显微镜的标本，需要用超薄切片机制成厚50纳米左右的超薄切片，稍微厚一点，电子就可能做无用功。如果给飞奔的电子再来一马鞭，电子显微镜的放大倍数最高可达近百万倍，分辨率可以达到纳米级(10-9 m)。　　用电子束代替光看起来已经是一个反常规的奇妙主意，但让人想不到的还在后面。1983年，IBM公司苏黎世实验室的两位科学家格尔德&bull 宾宁和海因里希&bull 罗雷尔，发明了扫描隧道显微镜，这是一种利用量子理论中的隧道效应探测物质表面结构的仪器。这种显微镜比电子显微镜更激进，它的出现完全抛开了传统显微镜的概念。　　最神奇的是，扫描隧道显微镜没有镜头!没有镜头也敢叫&ldquo 显微镜&rdquo ?没错，这不是山寨的时候出了问题，它原原本本就是这么设计的。扫描隧道显微镜依靠&ldquo 隧道效应&rdquo 进行工作，如同一根唱针扫过一张唱片。一根有着原子般大小的探针慢慢通过被分析的物体，当探针距离物体表面很近时(大约在纳米级的距离)，电子会穿过物体与探针之间的空隙，形成一股微弱的电流。如果探针与物体的距离发生变化，这股电流也会相应改变，通过测量电流我们就能知道物体表面的形状。所以，当电流经过一个原子，便能极其细致地描绘出它的轮廓，通过绘出电流量的波动，我们就可以得到单个原子的美丽图片。　　电子显微镜的出现，&ldquo 神马&rdquo 细菌、病毒、DNA、蛋白质大分子、原子核、电子云啥的，都得规规矩矩老实听话，要不，来探针下现个原形?　　▲未知的微观世界　　对人来说，安全电压是36 V，可是对于电子显微镜下的观测样品，其接收到的辐射剂量等同于10万吨当量的氢弹在30米远处爆炸的辐射量!当生物标本暴露于电子束中时，细胞结构和化学键将迅速崩溃，所以电子显微镜虽然精妙却无法用于活细胞的观察。　　麻省理工大学Mehmet教授的研究小组提出，通过使用量子力学的测量技术可以让电子束被约束起来，在稍远的距离感应被观察的物体，一次扫描样品的一个像素，并将这些像素组合起来拼出整个样品的图像，从而避免损坏实验样品。倘若研究成功，它可以使研究人员看到分子在活体细胞内的活动，比如酶在活细胞中的功能或是DNA的复制过程，用以揭示生命和物质的基本问题。　　看电影，你一定希望看到3D的画面。同样的，长期的2D显微镜成像，也让人们感到审美疲劳，于是3D图像技术如雨后春笋般发展起来。共聚焦显微镜已经能够通过移动透镜系统对一个半透明的物体进行三维扫描，通过计算机系统的辅助，对实验材料从外观到内在、从静态到动态、从形态到功能进行观察。　　同时，随着数码摄影技术、信息技术和自动化技术的革新，显微镜的外观、舒适性、自动化程度以及方便性都在提高。例如近几年的大屏幕倒置显微镜，直接通过液晶显示器来观察，研究细胞结构就像在电脑上看电影，大大减轻了显微镜观察时的疲劳。

日前，由中国科学技术大学工程科学学院黄文浩教授主持制订的国际标准“扫描探针显微镜漂移测量方法(ISO11039:2012)”已由国际标准化组织正式发布。　　自20世纪80年代扫描探针显微镜(Scanning-probe microscopy，SPM)发明以来，由于其具有原子量级的分辨能力，极大地促进了纳米科学技术的发展，并已逐步形成了一种高新技术产业。SPM的工作原理是通过微小探针在样品表面进行扫描，将探针与样品表面间的相互作用转换为表面形貌和特性图像。由于扫描速率较慢，漂移现象在扫描过程中普遍存在，这制约了SPM在纳米测量和纳米加工方面的进一步应用。　　黄文浩教授近二十年来一直从事纳米技术与精密仪器领域的研制工作。在2006年，他向国际标准化组织ISO/TC201(表面化学分析技术委员会)提出了“扫描探针显微镜漂移速率测量方法标准”的提案，目的是要将SPM工作时纳米/秒的漂移大小和方向测量出来，以规范这类仪器的使用方法。2007年该提案正式立项，黄文浩教授被指定为该项目工作组的召集人。经过四年多的努力，SPM漂移测量方法标准的最终草案于2011年经全体成员国投票后顺利通过，并于2012年正式发布。　　该标准定义了描述SPM在X、Y和Z方向的漂移速率的专业术语，规定了SPM漂移速率的测量方法和测量程序，对仪器的功能和工作环境以及测量报告内容均作了严格要求。该标准为SPM仪器生产厂家制定了漂移速率的有效参数规格，并且能帮助用户了解仪器的稳定性，以便设计有效的实验。该标准不仅适用于基于SPM测量图像的漂移速率评价方法，对其它纳米级测量仪器稳定性的评价也有着重要参考价值。　　相关研究工作受到国家自然科学基金、中科院知识创新工程重要方向性项目和科技部973项目资助。　　背景资料：黄文浩教授 博士生导师　　1968年毕业于清华大学精密仪器及机械制造系精密仪器专业。1978年至今在中国科技大学精密机械与精密仪器系任教，现任教授，博士生导师。其中1989-1991年，西班牙马德里自治大学， 1993-1994年日本东京大学访问学者。主要研究领域：微纳米制造和测量技术 SPM科学仪器技术 飞秒激光微纳米加工技术 纳米技术与标准化。曾承担国际科技合作项目有： 中-日大学群合作先进制造领域中方负责人(1996-2002)，中国-西班牙国家级科技合作项目(2001-2004) “纳米技术与仪器”负责人。主持国家自然科学基金面上项目、重点项目、973子课题等多项。在国内外刊物发表论文200余篇。现任国家纳米技术标准化委员会委员，国际标准化组织ISO/TC201/SC9/WG2召集人。《光学 精密工程》《纳米技术与精密工程》杂志编委。2011年担任国际纳米制造趋势论坛NanoTrends2011组委会主席。2011年当选国际纳米制造学会会士(Fellow of ISNM)。

随着工业制造水平的不断提高，制造出的各类工业产品也越来越智能化，产品的升级随之而来的是产品的检测要求也越来越精细，对检测的设备也提出了更高的要求，尤其是半导体、平板显示、电子器件、高精密电路板制造以及材料等领域，所需要的显微镜检测设备越发精细化，不仅要极其精确还得智能。在众多的显微镜公司及显微镜产品中，奥林巴斯公司是世界中具有先进光学技术的代表企业，多年来一直在显微镜领域攻克难关，进行光学技术的创新，推出了与时俱进的奥林巴斯激光显微镜OLS5100，颠覆了传统激光显微镜，将大数据、科技智能等高端技术融入了新一代的3D测量激光显微镜中，助力我国工业领域的发展。奥林巴斯LEXT OLS5100是全新的一代激光显微镜，它可观察纳米范围的台阶，可测量亚微米级别的高度差，还可测量从线到面的表面粗糙度，在这些方面上的测量上，OLS5100通过它的智能物镜选择助手和智能实验管理助手，以非接触、非破坏的观察方式轻松实现3D观察和测量，容易、准确、快速!何为智能物镜选择助手?它如同机器人一样，给它下达指令，就能给你完成你想要的目的。智能物镜助手也一样，它能帮助您确定哪款物镜最适合用于样品表面的粗糙度测量。它通过三个步骤就能完成你对物镜的选择：首先，启动智能物镜选择助手功能。 第二，点击开始。第三，它就会确定并告诉你所选择的物镜是否适合当前被检测的样品。这样一来，就能顺利减少因错误选择物镜造成的实验时间浪费，同时还能让测量结果保持稳定，不受操作员技能水平的影响。智能实验管理助手，它是一个帮助用户管理实验计划、采集和分析的软件。在测量过程中可根据软件生成的定制实验计划扫描样品，所有的检测分析过程全部显示在屏幕上，这样的可视化可让用户在分析中更容易发现问题，优化检测结果，从而节省更多的时间和人力。制造业在变革，智能化转型升级是必然的结果，奥林巴斯不断开拓打造世界先进的测试和测量解决方案，为各行各业提供好用方便的检测武器。而奥林巴斯激光显微镜OLS5100顺应改革潮流，除了出色的激光共焦光学系统获得更加清晰的图像外，还配备了智能物镜选择助手和智能实验管理助手，无需制备样品、非接触面粗糙度分析和高效率的亚微米3D测量强大功能，测量精确、可靠稳定的奥林巴斯激光显微镜成为了制造研发和质量保障的重要设备。

p style="text-align: center "　　img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/ac8312f3-7576-4030-9e53-535bb0a1b2a7.jpg" title="1.jpg" alt="1.jpg" style="text-align: center "//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(127, 127, 127) "科研人员正利用双光子-STED显微镜观察样品/spanbr//pp　　“现在做生物的，都盯着《科学》《自然》，仪器只要求用最好的，眼里没有国产进口之分 做医生的，更是绝对不希望因为仪器而延误病人的诊治。可大家传统观念里都觉得，国产仪器不好用。国产要真正替代进口，面临着很大压力，这怎么破?”/pp　　浙江大学教授王平抛出的这个问题，中国科学院苏州生物医学工程技术研究所(以下简称苏州医工所)想要给出答案。12月26日，苏州医工所承担的国家重大科研装备研制项目“超分辨显微光学核心部件及系统研制”通过验收，strong标志着我国具备了高端超分辨光学显微镜的研制能力。/strong/pp style="text-indent: 2em "strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) "白天不懂夜的黑/span/strong/pp　　在当今生物学和基础医学研究中，高/超分辨光学显微镜的作用是至关重要的，尤其是10~100纳米尺度的超分辨显微光学成像，更是取得原创性研究成果的重要手段。/pp　　例如，在微生物学研究中，科学家通过对微生物活体动态进行超微观测，能够揭示许多重要的生命现象 在神经生物学领域，科学家需要动态观察神经突触的形成和变化，以揭示高级神经活动及神经病变的亚细胞结构功能 而在医学领域，更需要依赖超分辨光学显微镜去观察病毒入侵细胞的机制等。/pp　　然而，光学专家和生物学家之间，却似乎一直有一条看不见的鸿沟。/pp　　这种割裂，苏州医工所所长唐玉国有着切身体会。在来苏州之前，他在中科院长春光学精密机械与物理研究所工作多年。他坦言，“strong以前我们做光学的就是埋头做自己的，并不懂生物学家对高端显微镜有多么渴求/strong。”/pp　　苏州医工所是中科院唯一一家以生物医学仪器、试剂和生物材料为主要研发方向的研究所，在与大量生物领域专家接触后，唐玉国意识到，我国对光学显微镜特别是高端光学显微镜的需求极其旺盛。/pp　　但现状是，strong我国虽然是显微镜消费大国，但自己只能生产中低端产品，高端仪器基本依赖于进口，这已经严重制约了我国生物学和基础医学等相关前沿领域的创新研究/strong。/pp　　strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) "鱼与熊掌如何兼得?/span/strong/pp　　历时5年攻关，苏州医工所科研人员全面突破大数值孔径物镜、特种光源、新型纳米荧光增强试剂、系统集成与检测等关键技术，已经申请90余项国家发明专利，其中获得授权30余项，并strong研制出了激光扫描共聚焦显微镜、双光子显微镜、受激发射损耗(STED)超分辨显微镜、双光子-STED显微镜等高端光学显微镜整机/strong。/pp　　以双光子-STED显微镜为例，它将双光子显微技术和STED显微技术有机融合在一起，不仅能对较厚的样品进行深层成像，还能对感兴趣的区域进行超高分辨成像。/pp　　“双光子和STED两种显微镜市场上都已经有仪器销售了，但它们都有着自己的优缺点，双光子显微镜能看到样本中深层结构，但看不了尺度100纳米以内的细节结构 而STED显微镜成像分辨率能达到50纳米，但成像深度很浅。”苏州医工所研究员张运海说。/pp　　张运海告诉《中国科学报》，在一些脑科学研究中，经常需要看一些比较厚的脑切片结构，如果用两台显微镜分别观察深层结构和100纳米以内的细节结构，需把样品从一台显微镜挪动到另一台显微镜，就找不到原来观察的位置了。“通过这台双光子-STED显微镜，科学家就可以方便地观察深层结构和表层感兴趣区域的精细结构。”/pp　　此外，研究所还通过该项目，建成了高端显微光学加工、装调、检测以及显微镜整机技术集成工程化平台，有望为用户提供定制化的显微镜设备，为我国高端光学显微镜的发展提供了系统解决方案。/pp　　strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) "从进口到出口/span/strong/pp　　中科院院士柴之芳对这几台高端显微镜的诞生感到很欣慰，他希望这些仪器能够尽快实现产业化，不仅助力科学研究，最终还能在临床上得到应用，在一定程度上替代国外的产品。/pp　　实际上，项目所研制的超分辨显微镜或核心部件已在国内外多家研究机构使用，并已取得了部分成果。/pp　　比如，中科院动物研究所利用高端光学显微镜观察发育生物学中的基本现象，研究潜在调控机制。中科院上海药物研究所应用高端光学显微镜观察药物胞内靶向定位和输送，加速创新性新药研发。美国斯坦福大学、日本东京大学、我国陆军军医大学等专业实验室利用双光子显微成像技术进行了信息识别、行为控制等脑科学核心问题的研究以及动物在体成像实验，获得了高分辨实时神经元活动成像数据。/pp　　此外，显微镜和关键部件已有部分成果实现了出口销售。如双光子显微镜已销往德国、以色列、美国等多家国外研究机构。/pp　　验收专家组认为，项目组完成的四类高端光学显微镜，以及大数值孔径显微物镜、特种光源等核心部件，所有技术指标均达到实施方案规定的考核指标要求，四类超分辨显微成像系统均已达到实用化水平、完成了总体目标，同意通过验收。/pp　　但唐玉国直言，strong高端显微镜的国产化道路并不是一蹴而就的/strong。他透露，strong研究所下一步还将结合工程化及成果转化创新模式，实现科技成果在研发平台、工程化平台、产业化平台、市场平台的高效对接/strong，通过系列化、组合化的产品布局，实现显微镜系统和核心部件的工程化、产业化。“接下来我们要把显微镜的性能再提高几个百分点，一点点地把失去的阵地拿回来。”/p

p　　4月7日， 蔡司显微镜上海客户中心在蔡司上海办公室隆重开幕。来自各高校科研院所生命科学领域、材料领域以及医学等领域的40余名专家和老师参加了此次开幕式。　　/pp style="text-align: center " img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201704/noimg/b176c6da-20f8-4567-b2ee-72a08cb44c08.jpg" title="1115738909_meitu_1.jpg"//pp style="text-align: center "span style="text-align: center "　/spanimg src="http://img1.17img.cn/17img/images/201704/noimg/109fdfe4-8633-42f7-9008-a2dd18093217.jpg" title="2_meitu_2.jpg" style="text-align: center "//pp 会议伊始，蔡司中国区总裁Maximilian Foerst致欢迎词，介绍了蔡司基本概况，以及在中国的发展历程及愿景。Foerst先生还提到，蔡司公司的基本理念是做最前沿研究，勇于承担社会责任。/pp style="text-align: center "　　img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201704/noimg/06ac5f13-ab18-4730-99db-ad417e55631e.jpg" title="3_meitu_3.jpg"//pp 接下来，蔡司集团显微镜事业部首席执行官兼财务官Justus Felix Wehmer为大家介绍了全球显微镜部门的相关情况。蔡司的价值观就是帮助客户成功，只有客户成功才算蔡司的成功，所以蔡司一直致力于技术的创新和研发。现场客户非常认同蔡司的服务理念，并回以热烈的掌声。/pp style="text-align: center "　　img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201704/noimg/9ab13b02-ac9c-47a2-994a-ec949b6ae2cb.jpg" title="4_meitu_4.jpg"//pp 蔡司亚太区显微镜客户中心总监蔡慧先生介绍了显微镜客户中心的全球架构，设计理念，以及中心配置的全系列显微镜，能够提供从微米到纳米全方位的成像解决方案。显微镜客户中心以为客户服务为宗旨，不仅具有演示功能，也是高阶知识交流和技术分享的平台。/pp style="text-align: center "　　 img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201704/noimg/589922af-5818-42a5-90a5-cbdbcc0117c5.jpg" title="5_meitu_5.jpg"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(84, 141, 212) " span style="color: rgb(84, 141, 212) font-size: 14px "蔡司中国区副总裁张育薪博士主持了开幕仪式/span/span/pp style="text-align: center "　　 img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201704/noimg/0603568c-61f6-4685-905b-8f431f654fd7.jpg" title="6_meitu_6.jpg"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(84, 141, 212) " span style="color: rgb(84, 141, 212) font-size: 14px "Foerst先生、Wehmer先生、边玮女士为蔡司显微镜上海客户中心揭幕/span/span/pp style="text-align: center " img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201704/noimg/ccd1d542-7dd8-4b99-b6c9-fc881af09cc8.jpg" title="7_meitu_7.jpg"//pp style="text-align: center "　　 span style="color: rgb(84, 141, 212) font-size: 14px "在显微镜客户中心参观过程中，蔡司资深专家们为大家详细介绍仪器/span/pp　　蔡司X射线显微镜资深专家曹春杰为大家展示了Xradia 520 Versa, 它拥有杰出的三维分辨率和衬度，能对大样品实现亚微米级的无损成像。广泛的应用领域引起了现场老师们的热烈探讨。/pp style="text-align: center "　　img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201704/noimg/adc02fd6-1d8b-4605-b2a6-651040a8c78d.jpg" title="8_meitu_8.jpg"//pp　　蔡司应用经理史为介绍了Crossbeam 550 双束显微镜，它大幅地提升了成像分辨率，并具有高通量的加工能力，是全功能的纳米加工与分析表征实验平台。同时还用仪器现场雕刻了“Welcome to ZEISS Microscopy Customer Center Shanghai”，采用了两种不同的雕刻方法，直接画图进行加工和导入图片雕刻，均能得到出色的效果。/pp style="text-align: center "　　img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201704/noimg/b7b5bc3f-5e87-4727-8b76-f3542d880a0d.jpg" title="9_meitu_9.jpg"//pp　　蔡司应用经理张彦为大家演示超高分辨率显微镜Elyra PS.1。2014年诺贝尔化学奖获得者Eric Betzig与蔡司合作促进了首款基于PALM技术的商用超高分辨率显微镜Elyra PS.1，其分辨率最高能达到20nm，为传统光学显微镜的10倍，能进一步促进亚细胞，乃至分子层面的研究，是助推单细胞研究的核心技术之一。同时，张彦还介绍了关联显微镜技术，能结合光镜及电镜的各自优势，以获得更多的样品信息。/pp style="text-align: center " img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201704/noimg/7abb97d0-4ece-4db6-a8b0-48fcea867df7.jpg" title="10_meitu_10.jpg"//p

Park纳米科学原子力显微镜系列讲座培训一原子力显微镜在纳米研究中的应用：AFM的成像原理2021年5月25日(周二)北京时间下午3:30-4:30原子力显微镜(AFM)作为扫描探针显微镜家族的一员，具有纳米级的分辨能力，其操作容易简便，是目前研究纳米科技和材料分析的最重要的工具之一。此外原子力显微镜还具有摩擦性能，纳米机械性能和电学性能等高级性能。 在本研究中，我们将讨论接触模式、非接触模式和轻敲模式等原子力显微镜使用中的不同操作模式；内容将概括到从原子力显微镜测量中常用的原子相互作用的基本理论，到原子力显微镜的主要硬件组成。本讲座还将讨论各模式的关键点(如设定值、反馈)。 在接触模式下，系统会给探针恒定的力作为设定的基准点也就是设定点来物理接触样品。扫描期间为了维持这个设定点而进行反馈。在三种模式中，原理相对简单。然而，由于接触模式很容易对针尖和样品造成损伤。相比之下，非接触模式允许在不接触表面的情况下进行形貌测量。因此，可以很好地保护针尖和样品。轻敲模式与非接触模式原理相似，在扫描过程中，探针轻触样品表面，以获得测量材料属性分布的额外信息(例如模量分布)。 本次讲座主要针对AFM原理的基础知识，帮助大家了解探针和样品之间的相互作用。由三种模式测出的图像对比也将在讲座中呈现。报告人 : Park原子力显微镜应用科学家Chris Jung Chris Jung, is an Application Scientist for Park Systems Korea - Research Application Technology Center (RATC) department. He received his Master’s degree in Physics from the Kyung Hee University, and his Bachelor’s degree in Physics from Dankook University in South Korea. His major project includes Evaluation of Kelvin Probe Force Microscopy (KPFM) at the perspective of resolution.Park原子力显微镜系列讲座列表（5月-9月） 想了解更多详情，请关注微信公众号：Park原子力显微镜 400电话：400-878-6829 Park官网：parksystems.cn

p style="text-align: justify text-indent: 2em "中国科学院上海高等研究院宏观量子中心研究员王中阳课题组和中国科学院上海光学精密机械研究所量子光学实验室研究员韩申生课题组合作，首次提出利用鬼成像方法加快超分辨率荧光光学显微镜的成像速度。新方法有望捕获细胞内以亚毫秒速度发生的生物过程。相关研究成果以Single-frame wide-field nanoscopy based on ghost imaging via sparsity constraints 为题发表在美国光学学会刊物OPTICA上（DOI: 10.1364 / OPTICA.6.001515），并被美国光学学会（The Optical Society, OSA）作为高影响研究工作在发表的同时同步向媒体进行宣传推广。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "超分辨光学显微技术通过克服光的衍射极限来实现纳米级的分辨率。尽管传统超分辨显微镜可以定位细胞内单个分子，并构建超分辨图像，但在活细胞中却很难使用，因为重建图像需要成百上千帧——这个过程太慢，无法捕捉快速变化的动力学过程。为了解决这个问题，该研究团队将随机相位调制器加入到荧光显微镜中实现荧光信号的编码，并结合鬼成像技术与随机测量压缩感知方法，大幅度提高图像信息获取效率，数量级地减少重构超分辨图像所需的采样帧数。研究结果表明，在高标记密度下只需要通过单帧荧光图像的采样就可实现80nm分辨率的超分辨光学成像。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "此外，研究的新方法还与2014年诺贝尔奖三大超分辨率技术之一的随机光学重建显微镜(STORM)相结合，将STORM的采样帧数减少了一个数量级以上。研究结果显示成像一个60nm的环，该方法只用10帧图像就可以重构图像，而传统的STORM方法需要多达4000帧图像才能达到同样的效果。该方法还实现用100帧图像分辨40nm标尺。并且研究的超分辨成像显微镜不需要高的照明强度，这有助于减少光漂白和光毒性，有利于长时间的动态生物过程和活细胞成像研究。因此这项创新技术有望在生物、医学等超分辨显微成像研究领域得到广泛的应用。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "文章的第一作者是上海高研院博士研究生李文文。该工作受到国家重点研发计划（“数字诊疗装备研发”专项）的资助。 /pp style="text-align: center text-indent: 0em "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 516px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/bdc8a826-986f-499a-b428-d54bb5a2570c.jpg" title="显微镜装置示意图与重构结果.jpg" alt="显微镜装置示意图与重构结果.jpg" width="600" height="516" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "图：显微镜装置示意图与重构结果/p

近日，中国科大微观磁共振实验室杜江峰、石发展等与生命科学与医学部魏海明等老师合作，在金刚石氮-空位色心量子精密测量技术的生物医学应用方面取得重要进展，首次建立了肿瘤组织免疫磁显微成像技术，实现了组织水平微米分辨率的磁成像，其具有高稳定性、低背景和肿瘤标志物绝对定量的优势，同时实现了磁和光的多模态成像。相关研究成果于2022年1月26日以“Immunomagnetic microscopy of tumor tissues using quantum sensors in diamond”为题发表在《美国国家科学院院刊》上[Proc Natl Acad Sci U S A 119(5), e2118876119 (2022)]。癌症是目前导致人类死亡最多的疾病之一，对癌症分子机理的研究和临床早期精确诊断是有效治疗的基础。而对肿瘤在组织水平的成像是癌症研究和临床诊断的关键一环，尤其是在癌症的诊断中，虽然有各种医学影像方法，但病理组织检测仍然是癌症确诊的“金标准”。因此，对组织病理学方法的发展具有重要生物学和临床意义。现行主流的病理组织成像方法包括H&E染色、免疫组化和免疫荧光等，以光学成像为主，它们容易受到光学背景强、信号不稳定、定量不准确和不同光学方法不能共用等问题的影响，进而影响组织病理检测的精准性。图1 肿瘤组织免疫磁显微技术的装置与原理磁共振成像（MRI）有望解决光学成像的上述不足，然而，传统MRI受限于低灵敏度和低空间分辨率，很难应用于组织水平微米分辨率的成像。在本工作中，研究团队利用近年发展起来的一种新兴量子磁传感器——金刚石中的氮-空位色心（NV色心，一种金刚石单晶中的原子缺陷），自主建立宽场磁成像装备，结合量子精密测量与免疫磁标记技术，实现了微米分辨率的肿瘤组织磁成像，并用于肺癌等的检测。具体而言，研究团队首先发展了组织水平的免疫磁标记方法，通过抗原-抗体的特异性识别，将20 nm直径超顺磁颗粒特异标记在肿瘤组织中的PD-L1等靶蛋白分子上，接着将组织样品紧密贴附在金刚石表面，然后利用金刚石中分布在近表面约百纳米的一层NV色心作为二维量子磁传感器，在400 nm分辨率的磁显微镜上进行磁场成像（图1），在毫米级的视野范围里达到微米级空间分辨率，最后通过深度学习模型重构磁场对应的磁矩分布，为定量分析提供基础（图2）。图2 肺癌组织的微米分辨率磁成像本研究的新方法主要有四个优点：1、绝对磁定量。磁成像的信号来自相同大小纳米磁颗粒的局域磁场，具有可绝对定量的量纲，所以通过磁场强度的计算能实现绝对定量（图2B），准确性高。2、能避免背景信号的干扰。生物样本自身一般都没有磁场背景，而磁成像方法的频谱测量方式能有效抵抗组织中的自发荧光的影响，所以能提供纯粹的肿瘤标志物信息和很高的图像对比度（普遍比荧光方法高5倍以上），同时贡献于定量的准确性。3、磁信号的高稳定性。磁标记好的生物样品在室温大气环境下放置一年半后，检测发现磁场信号的分布和强度都没什么变化，这方便了临床样品的长期保存和重复检测。4、磁和光多模态成像。磁和光是两个不同的物理量，该研究中的磁成像可以与传统光学成像联用，实现对同一组织切片的形态特征和肿瘤标志物的检测，这对分析肿瘤的微环境和异质性具有重要意义。除了肿瘤组织，该研究的微观磁成像技术也可以用于其它生物组织，开展免疫与炎症、神经退行性疾病、心血管疾病、生物磁感应、磁共振造影剂、磁靶向递送等领域的组织水平研究和临床诊断，尤其对于含有光学背景、光透过差和需要量化分析的生物组织具有独特优势。该工作是杜江峰院士团队继实现单分子磁共振谱学[Science 347, 1135 (2015) Nature Methods, 15, 697 (2018)]和10nm级分辨率细胞磁成像[Sci. Adv. 5, eaau8038 (2019)]之后，将基于金刚石NV色心的量子精密测量技术交叉应用于生物医学领域的又一次成功尝试，对癌症的研究和临床诊断都有重要意义。实验室特任副研究员陈三友、博士生李万和和魏海明教授课题组郑小虎特任教授为该论文的共同第一作者，杜江峰院士和石发展教授为论文的共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金委、科技部、中国科学院、安徽省和中国科大新医学联合基金的资助。

格拉斯哥大学和赫瑞瓦特大学的物理学家团队利用一种被称为Hong-Ou-Mandel（HOM）的量子现象来生成图像，在传统光学显微镜失效的情况下生成精细显微图像。相关研究成果发表在《自然-光子学》上。　　该技术可用于量子传感，在分光器的输出端和光电探测器之间放置一个透明的表面，为光子被检测的时间引入一个轻微的延迟，该延迟可为精密分析提供一些细节。格拉斯哥团队将其应用于显微镜，使用单光子敏感相机来测量成束和反成束的光子，分析微观图像。他们使用装置生成高分辨率的图像，这些图像被喷在显微镜载玻片上的透明亚克力上。　　研究团队表示，传统显微镜中的样本需保持完全静止，微小的振动都可能导致图像模糊。然而，HOM技术只需要测量光子，对稳定性的需求较低。

今年2月上旬，神舟十五号航天员乘组使用空间站双光子显微镜，开展在轨验证实验任务并取得成功。这是目前已知的世界首次在航天飞行过程中，使用双光子显微镜获取航天员皮肤表皮及真皮浅层的三维图像。　在南京脑观象台投入使用的微型化双光子显微镜成像系统。　　“第三次双光子显微镜测试顺利结束！”　　“无比完美！”　　“这一次的曲线如此丝滑！”　　……　　4月1日上午，中国科学院院士、北京大学未来技术学院教授程和平的微信对话框，被同事们发来的这些评论不断刷新。而在中国航天员科研训练中心内，掌声此起彼伏。让大家欢欣鼓舞的，是中国空间站再次传来的好消息。　　当日，神舟十五号航天员乘组，使用空间站双光子显微镜进行成像测试。他们用探头轻轻掠过脸部和前臂，一旁的电子屏幕上立即显示出皮肤结构及细胞的三维分布影像。　　这不是显微镜第一次在轨成像测试。今年2月上旬，神舟十五号航天员乘组使用空间站双光子显微镜，开展在轨验证实验任务并取得成功。这是目前已知的世界首次在航天飞行过程中，使用双光子显微镜获取航天员皮肤表皮及真皮浅层的三维图像。　　“如果能从这些图像中发现空间环境中人体变化规律，就更好了！”程和平捧着手机与记者分享这些科学图像时说。　　只有了解程和平团队十年来经历的艰难曲折，才能体会这些图像的来之不易。2013年，程和平带领团队开启微型化双光子显微镜研究时，“全世界都不看好”。　　历经10年，该团队完成了从科研仪器技术创新，到技术产品化，再到技术服务平台化的跃迁。他们将中国带到全球大脑成像研究的前沿，让微型化双光子显微镜在中国的高校院所、企业得到推广应用，为脑科学研究搭建起重要实验平台、提供了海量数据支持。　　程和平希望，用微型化双光子显微镜拓展人类对脑宇宙的认知疆域，为探索脑机接口原理、深化对大脑疾病机制的了解、推进药物研发开辟一片新天地。神舟十五号航天员乘组在轨使用空间站双光子显微镜（视频截图）　　一束光的启迪　　意识的生物学基础是什么，记忆是如何存储和恢复的……在世界各国的脑科学计划中，这些问题吸引着全球科学家们不断上下求索。　　在2021年国际权威学术期刊《科学》发布的125个最前沿的科学问题中，有22个问题与脑科学相关。　　双光子显微镜的出现，仿佛是照在生命科学研究领域的一束光。　　1992年，程和平用世界上第二台双光子显微镜，首次实现了心肌线粒体成像。　　“双光子显微镜，是用两个光子同时激发同一个荧光分子的光学成像技术。它具有天然的光学断层扫描效果，能看到的组织深度更深，成像的清晰度更高，像一个高性能的X光机。”程和平说，与单光子显微镜相比，双光子显微镜看得准、看得深、光损伤小。但传统的台式双光子显微镜非常笨重，足有房间那么大，所以只能观察头部固定的动物或者动物的脑切片。　　研究一款微型化双光子显微镜，观察自由行走的小动物脑袋中的一颗颗神经元的动态变化，成为程和平藏在心底的一个梦想。　　一个梦想的点燃，有时只需一个使命的召唤。　　2013年，国家自然科学基金委员会启动了国家重大科研仪器研制项目。程和平带队申请了“超高时空分辨微型化双光子在体显微成像系统”项目。　　那一年，美国启动“创新性神经技术推动的脑计划”，欧盟启动了旨在建立大型脑科学研究数据库和脑功能计算机模拟平台的“人脑计划”。　　而此前，我国在《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》中，已把“脑科学与认知”列入基础研究8个科学前沿问题之一。　　“中国科学家只有用自己研发的观测仪器，做出原创性的脑科学成果，国际科学界才会认可。我们希望研制一款成像仪，率先让中国科学家用起来。用国外的仪器做研究，都是在别人建设的四梁八柱上做文章。”程和平用使命必达的决心来筹备项目的启动。　　一场跨越山海的探索　　想实现双光子显微镜在自由活动的动物体上的高清成像，必须为它“瘦身”。　　然而，极大的技术难度，让团队一度面临质疑。程和平向科技日报记者坦言，7200万元的投入“相当于一吨百元大钞”，究竟能不能收获一个看得见的未来，大家当时心里很忐忑。“那时世界多国尝试微型化双光子显微镜的研制，但都没有实质性突破，尝试十几次都无疾而终。”他说。　　程和平所言非虚。2008年，瑞士有课题组公布了他们的微型双光子系统，仅重0.9克，并实现了大鼠在体钙成像信号。但其空间分辨率极低，也未实现真正的自由运动下的成像。　　2009年，德国有课题组展示了它们的微型双光子系统，其理论分辨率接近大型的双光子显微镜。但其探头较重，扫描速度很慢。　　程和平身后，有一支不同寻常的团队，团队中有人研究超快激光器，有人专攻高速电路，有人擅长图像处理，有人能做大数据分析……然而，研究起步阶段，团队中无人具备研制系统性科研设备的经验，技术路线也不确定。　　“怎么办？只有一点点地认真做。”程和平给团队立下军令状。　　在项目开始的前两年，大家争分夺秒地汲取多学科的营养。在北京大学分子医学研究所300平方米的大仪器联合实验室里，来自机械、光学、生物、电路等研究领域的师生汇聚在一起，交流切磋。每周六上午的集体学习，大家分享一周行业动态，介绍各自研究进展。同时，大量的国内外顶尖专家被邀请来作报告。　　引进来的同时，团队也频频走出去。仅2014年，他们就涉足美国、俄罗斯、澳大利亚、西班牙。每去一个地方，大家都会在当天晚上写好总结，发给团队共同学习。空间站双光子显微镜对航天员皮肤表层成像。　　一场持续十年的攻关　　2017年，团队终于迎来了振奋人心的进展。　　在如今北京大学膜生物学国家重点实验室设备研发平台内，一个只有拇指大小、重约2.2克的显微镜探头，被珍藏在实验室深处——这是团队于2017年成功研制的第一台微型化双光子显微镜的核心部件。　　这台显微镜可以实现高时空分辨微型化成像，能实时记录数十个神经元、上千个神经突触动态信号。这些突破性的进展，使其入选2017年中国科学十大进展。　　4年后，该团队推出微型化双光子显微镜的2.0版本，其成像视野扩大到初代显微镜的7.8倍，同时具备三维成像能力，获取了小鼠在自由运动行为中大脑三维区域内上千个神经元清晰稳定的动态功能图像。　　今年2月，团队又发布了他们研制的微型化三光子显微镜。该显微镜能直接透过大脑皮层和胼胝体，首次实现对自由行为中小鼠的大脑全皮层和海马神经元功能成像，神经元钙信号最大成像深度可达1.2毫米，血管成像深度可达1.4毫米。　　致广大而尽精微。10年，微型化双光子显微镜完成了从高清成像，向更广、更深成像的科研布局。然而，这在研制一款“大国重器”的探索之旅中，也许仅仅是开始。　　2016年，当第一代微型化双光子显微镜的研究即将“破土”时，一个声音再次在程和平脑海里回响，“如果投入‘一吨百元大钞’，只是交付3台显微镜，性价比太低了。应该先让中国科研院所、企业的实验室用起来，做出领先国际的研究，再向国际市场推广。”　　让程和平下定决心办公司的，还有3年来培养起来的一支团队。“国家投入这么大，让我们长了一身本事，项目结题后如果团队散了就太可惜了。”程和平说。　　办公司让研究成果产品化，成为程和平团队的共识。2016年，程和平团队创立了北京超维景生物科技有限公司（以下简称超维景）。　　一个新时代开启了。　　一场自立自强的产业突围　　当科学技术的光芒照进产业，不仅砥砺技术创新的成色，也可以点亮一片“暗夜”。要将高端精密科研仪器产品化，元器件的可靠性、稳定性必须过硬。　　微型物镜，是微型化双光子显微镜的关键核心零部件。团队核心成员、北京大学未来技术学院特聘副研究员吴润龙记得，最初做原理样机时，团队从国外一家公司进口微型物镜。　　但当团队进入显微镜产品化阶段后，对方的发展战略也发生变化。“对方要求我们购买他们合作伙伴的单光子显微镜系统，物镜不再单独售卖，而这个系统的价格要100多万元。代价太大，我们不能被‘卡脖子’。”吴润龙说，自此，团队开始自行设计高数值孔径的微型物镜，并联合国内企业加工，在超维景进行装配和测试。　　自胜者强。2018年，赵春竹到北京大学未来技术学院做博士后研究，为助力物镜的自主研发按下了快进键。　　“经过三代技术攻关，我们已经掌握了高端物镜的设计技术。但在自主设计、加工的基础上，还要形成高精度自主装配的流程和方法。微型物镜由多个镜片叠加而成，每片直径约3毫米，最初我们将所有的镜片一起装配完后，统一调试，但发现精度相差太大。后来，我们优化了装调工艺，每安装一片镜片，都用仪器检测光轴偏移量、焦距等参数。由于物镜直径太小，一开始，调整几微米的误差，都要耗时一两天。”赵春竹回忆，最艰难的时候，大家几乎绝望。但抱着不破楼兰终不还的信念，大家几微米几微米地死磕，想办法迭代技术，最终攻克了高端微型物镜装配技术。　　光纤是显微镜微型化的另一个瓶颈。团队成员、北大电子学院副教授王爱民设计了一款蜂窝状的空芯光子带隙光纤，让激光通过光纤传输到微型化探头的过程中，脉冲不发生畸变、能量几乎不损耗，以有效激发小动物体内的荧光分子。　　但让王爱民措手不及的是，设计方案有了，国内却没有厂家能生产这种光纤。“我们最初找了一家外国公司订制。但一年后，这家公司提出翻番的价格，每米光纤的价格接近万元，仅光纤的成本就增加了几百万元。”他回忆说，团队被“逼上梁山”，转而联袂上海光机所的一位青年学者一起摸索加工工艺，进行国产化。　　在北京大学未来技术学院教授陈良怡看来，科研仪器国产化过程中的突围，也将带动应用基础研究与产业发展“双向奔赴”。　　“我们的论文发表后，很多技术被公开了，但很多人做重复实验时无法再现，是因为加工中有很多细节问题难以解决，这些细节在学术论文中也难以呈现。”陈良怡说，如果想将这款显微镜尽快用起来，就要将科研成果产品化，带动产业的发展。而产品化的过程，也促使他们思考，如何用成像技术推动神经科学、脑科学乃至整个生命科学基础研究的发展。　　目前，超维景研制的微型化双光子显微镜已服务了150余家国内实验室，年平均销售额达5000万元。今年，公司还将拓展国际市场。　　一项世界首创的应用　　10年前项目启动时，程和平抱着“从幼儿园开始读一个博士学位”的心态，研制微型化双光子显微镜。　　时光浩荡向前，多年的厉兵秣马是否能支撑国家重大战略需求？团队将答卷写进宇宙苍穹。　　2019年，在中国载人航天工程办公室大力支持下，程和平团队、中国航天员科研训练中心李英贤团队、北京航空航天大学冯丽爽团队联合相关企业及院所，组建了空间站双光子显微镜项目团队，由程和平担任总负责人。　　“中国要发展载人航天、要研究生命科学，太空是一个难得的实验室。在失重环境下，人体细胞是如何完成新陈代谢的，大脑的神经元又将发生什么变化，都是很好的研究课题。双光子显微镜成像深度深，可以帮助我们逐层扫描、分析航天员的细胞结构和代谢成分信息。”程和平说。　　2022年9月，空间站双光子显微镜研制成功。当年11月12日，空间站双光子显微镜搭乘天舟五号货运飞船成功运抵中国空间站，成为世界首台进入太空的双光子显微镜。　　今年2月上旬的一天，空间站双光子显微镜终于开机。坐在中国航天员科研训练中心看到航天员操作画面传回，程和平松了一口气：“终于成功了。”　　消息传来，整个团队沸腾了。“这辈子能做这么一件事情，值了！”王爱民至今回忆起来仍激动不已。　　鲜为人知的是，为了达到航天应用的标准，显微镜经历了一次次蜕变。　　精密的显微镜，要能承受飞船发射时的剧烈振动，这要求它足够抗振。“最初，激光器的核心部件被振得粉碎。”北京大学未来技术学院助理研究员王俊杰记得，为了让显微镜“强健筋骨”，他们将激光器的核心部件设计为固态结构，以增强激光器的机械强度，同时在激光器外部增加了减震装置，相当于给其上了一层保险。　　超维景的团队也参与进来。超维景超快激光事业部经理陈燕川介绍，他们将激光器核心部件置于-40℃至80℃的温度下循环试验，使部件在短期内反复承受极端高低温变化应力以及极端温度交替突变的影响，以排查隐患。为了确保万无一失，团队还制作多组关键部件样品，进行加量级、破坏性的振动冲击试验，保证显微镜能满足航天发射环境各种极端条件的挑战。　　最终，团队实现了多项突破：首次在轨验证实验实现了世界上首次双光子显微镜在轨正常运行，国内首次实现飞秒激光器在轨正常运行，国际上首次在轨、在体观测航天员细胞结构和代谢成分信息。　　一个梦想的启航　　从突破理论研究瓶颈，到试水产业蓝海，再到支撑国家重大战略需求，程和平团队将科技创新的底色写在从技术创新到产业应用的跃迁中。如今，一个更宏大的构想正在渐次舒展。　　在南京江北新区，成立近4年的北大分子医学南京转化研究院（以下简称转化院），已搭建起高端脑成像的公共技术服务平台“南京脑观象台”。后者可以提供微型化双光子显微镜、超灵敏结构光超分辨显微镜及高速三维扫描荧光成像系统等设备，帮助科研团队获得从大脑突触、神经元集群、神经环路，再到全脑水平的全景式脑功能成像。　　科研团队的身后，还有一群人与他们并肩作战。　　几乎每天，实验员陈雪莉都要为小鼠注入观测所需的荧光蛋白，对小鼠进行行为训练。　　当她为小鼠戴上显微镜探头后，一旁的屏幕上会立即呈现出小鼠大脑的钙活动影像。　　“脑观象台有一支技术团队。对于遴选通过的研究项目，技术团队会与科研团队一起制订实验计划，为学者们制备、训练小鼠，采集小鼠的脑活动成像数据，再将小鼠的行为学数据和脑活动数据匹配，供科研人员分析小鼠在表现出某种行为时，大脑发生了什么变化。”转化院副院长赵婷解释，脑观象台希望将学者们从繁琐高难的实验技术细节中解放出来，加速从理论设想到实验发现的进程。　　凭借南京脑观象台成像技术的支持，科学家们已经开始收获惊喜、成果迭出：小鼠有喜新厌旧的行为，而孤独症小鼠却存在这一行为缺陷；清醒状态下小鼠癫痫发作时，神经元异常放电……　　赵婷介绍，如今，脑观象台已经服务了100多家单位的180余个课题组，开机时间累计超过2万小时。脑观象台与江北新区联合发起的两期“探索计划”，也已累计支持48项课题研究。　　十年春华秋实。一颗在未名湖畔种下的种子，如今正在千里之外的扬子江畔落地生根、开枝散叶，荫泽全国的脑科学、神经科学等领域的研究。　　40多年前，少年程和平曾在他的笔记本上写下带有科幻色彩的理想——“做一款思维记录器”。　　跨越万水千山，如今，理想照进现实，中国脑科学研究风华正茂。

光学显微镜在生命科学领域有着广泛而重要的应用，而相较于普通光学显微镜，不断发展的高端光学显微镜在分辨率、成像深度和速度以及自动化等方面具有独特优势，对于科研人员来说更是发挥着越来越重要的作用。仪器信息网对近两年发布的高端光学生物显微镜新品进行盘点，包括共聚焦显微镜、超高分辨率显微镜、双光子显微镜、光片显微镜、全玻片扫描系统、光镊-共聚焦显微镜以及为了克服单一技术的缺陷而出现的多技术联用显微镜，带大家一起走进生命科学发展不可或缺的微观技术世界。进口篇：不断精进蔡司作为德国百年精密光学仪器公司，其创新研发能力的确优秀，产品更新换代速度较快，近一年就发布了多款新产品，包括Lattice Lightsheet 7晶格层光显微镜、Elyra 7 with Lattice SIM2超分辨显微成像系统、全自动数字玻片扫描系统Axioscan 7和紧凑型显微镜Primostar 3。蔡司Lattice Lightsheet 7晶格层光显微镜Lattice Lightsheet 7晶格层光显微镜于2020年底上市，晶格光片技术来源于诺贝尔奖获得者Eric Betizg教授发明的晶格层光显微成像技术，该技术对光进行结构化调制，使光片更薄，更长。光毒性低，可以实现长时间以亚细胞分辨率观察细胞及微小生物体的3D动态过程。Lattice Lightsheet 7晶格层光显微镜蔡司Elyra 7 with Lattice SIM2超高分辨率显微成像系统Elyra 7 with Lattice SIM2超高分辨率显微成像系统是应用于生命科学研究的高端光学显微镜产品，在2019年发布的Lattice SIM基础上进行升级迭代，属于晶格照明技术与SIM超分辨率显微技术的结合，用高光效率克服传统SIM在成像速度、深度和光毒性等方面的局限性。相关参数：分辨率：xy 60nm,z 200nm 成像速度：达到255fps；可用于活细胞成像等。Elyra 7 with Lattice SIM2超分辨显微成像系统蔡司全自动数字玻片扫描系统Axioscan 7Axioscan 7是在Axio Scan.Z1基础上优化和升级，有明场、荧光、偏光和TIE反差成像多种模式，可以实现批量样品的连续扫描，在神经生物学研究、肿瘤免疫研究和组织分析中有良好应用。全自动数字玻片扫描系统Axioscan7奥林巴斯也推出2款新产品，分别是光片显微镜Alghα3和研究级全玻片扫描系统VS200。奥林巴斯光片显微镜Alghα3光片显微镜Alghα3是今年年初在中国发布的一款新产品。该产品光片显微技术来源于PhaseView公司的多向选择平面光显微成像技术（mSPIM），还使用了“聚焦扩展”专利技术。产品介绍中，技术特点包括，可实现生物样本快速原位成像，双重照明技术能够实现亚细胞分辨率成像，超薄光片照明以及可以实现更多成像物镜和电动部件的组合等。光片显微镜Alghα3奥林巴斯研究级全玻片扫描系统VS200奥林巴斯研究级全玻片扫描系统VS200于2019年底上市，2020年正式在中国销售，利用明场、暗场、相衬、偏光、荧光五种成像，方式，主要用于教学、会诊、培训和科研等多种场合,可应用于神经生物学、发育生物学、组织病理学等领域研究。奥林巴斯研究级全玻片扫描系统VS200在我们现在常说的超分辨显微镜之前，共聚焦显微镜属于第一代超分辨显微镜，其分辨率同样可突破衍射极限（200nm）。共聚焦显微镜面世已经超过25年，对于科研用户来说相对较为惯用。尼康AX/AX R共聚焦显微镜今年4月，尼康发布了其第十代点扫描共聚焦——尼康AX/AX R共聚焦显微镜，在人工智能技术、分辨率、灵敏度和成像速度方面都有所改进。这款产品也是尼康时隔十年再次发布的该系列共聚焦显微镜，上一代产品还是A1。尼康AX/AX R共聚焦显微镜LUMICKS C-trap G2 超分辨光镊-共聚焦联用系统在近期的展会上，笔者还看到了一款光镊荧光共聚焦显微镜——C-trap G2光镊-共聚焦联用系统。据工作人员介绍，这也是全球首台超高分辨率光镊-共聚焦显微镜联用系统，进入中国市场不久。这款产品是集超高分辨率光镊、共聚焦显微镜（或STED超分辨显微镜）和微流控与一体的单分子操作分析系统据，用于对生物大分子进行操控，研究亚细胞结构，细胞器的力学特性、操控蛋白液滴，研究细胞相分离，将荧光-力学信号同时采集，可用于蛋白质与DNA相互作用以及对蛋白构象变化的研究。C-trap G2光镊-共聚焦联用系统国产篇：多点开花基于中国自主核心技术的产品近几年有很多喜讯，国内高端显微镜也出现了繁荣的景象。超视计HiS-SIM智能超灵敏活细胞超分辨显微镜广州超视计是一家成立不足三年的高新技术企业，2020年11月推出HiS-SIM智能超灵敏活细胞超分辨显微镜。该产品是自主设计和生产的结构光超分辨显微镜，核心技术来源于北京大学陈良怡教授团队，曾被评为“2018年中国光学十大进展”。目前该产品已经完成商业化生产并已有多家用户使用。相关参数：分辨率：60纳米，可辨识线粒体内嵴及其动态过程；灵敏度：光强相比其他结构光超分辨率显微镜：1/10，比PALM/STORM超分辨显微镜：1/1000，比STED超分辨显微镜：1/400000；成像速度：最快564Hz，可观察到囊泡分泌孔道和新中间态；超低毒性：连续1小时1Hz成像无漂白。HiS-SIM智能超灵敏活细胞超分辨显微镜SIM-ultimate转盘-结构光多模态超分辨系统笔者认为SIM-ultimate转盘-结构光多模态超分辨系统是今年非常有看点的一款新品，今年7月在合肥的生物物理大会上发布，据介绍，这是国产显微镜企业和进口显微镜企业的第一款战略合作高端光学显微镜。该产品集合了是广州超视计的HiS-SIM智能超灵敏活细胞超分辨显微镜和奥林巴斯的Spin SR超高分辨转盘共聚焦显微系统，产品介绍显示，两款显微镜的结合，打通Spinning Disk Confocal、Spinning SR、2D-SIM、TIRF-SIM等成像模式，并在各模态中全方位嵌入最新的实时重建和稀疏重建功能，联合开发跨平台硬件操控，根据各种不同的活细胞成像需求让用户来探索合适自己活细胞样本的成像流程和模式组合，让许多生命科学问题迎刃而解。“ultimate”有“终极”之意，体现了产品研发人员对其应用和功能的信心。SIM-ultimate转盘-结构光多模态超分辨系统纳析光电Multi-SIM多模态结构光超分辨智能显微镜北京纳析光电科技有限公司的Multi-SIM多模态结构光超分辨智能显微镜，这款产品目前还没有正式发布上市，在一些展会上已经能够看到它的身影，且据悉已经有多台样机在生命科学研究平台进行试用。该产品的技术来源于中科院生物物理所李栋研究员团队，曾获得2018年度“中国科学十大进展”。产品介绍显示，Multi-SIM实现了将超分辨成像实验室指标工程化为高稳定、可靠、易操作的商业产品，提供高速、长时程、超分辨活细胞成像全流程解决方案，具备多种独家研制的SIM超分辨成像模态。可为生物医学研究、临床病理，以及药物精准筛选提供五维（5-D：X-Y-Z-Time-Color） 超分辨成像解决方案。相关参数：2- D超分辨，84纳米（TIRF-SIM）；60纳米（Nonlinear-SIM）3- D超分辨，X-Y:100纳米；Z：320纳米成像速度快，大视野多模态：可以根据生物问题特点选择合适的SIM成像模态：TIRF-SIM-细胞膜；GI-SIM-细胞器；Single Slice-SIM-细胞内单一层次；Stacked Slices-SIM-细胞内多层次堆叠；3D-SIM-全细胞。Multi-SIM多模态结构光超分辨智能显微镜超维景微型化双光子显微镜FIRM-TPM北京超维景生物科技有限公司的微型化双光子显微镜FIRM-TPM于2018年上市，目前更新到第二代，是一款头戴式双光子显微镜。该产品技术来源于北京大学程和平院士团队，还有其他北京大学的专家参与，曾被Nature Methods 评为“2018年度方法”，被国家科技部评为“2017年度中国十大科学进展”。FIRM-TPM可实时记录自由行为动物的大脑神经元和树突棘活动，支持钙成像，并可在同一视野长时程反复成像。系统能够配置移动的轴向扫描模块，实现三维成像和多平面快速切换实时成像，用于脑神经回路观察；还可配置光遗传模块，对神经元和大脑神经回路活动进行精确控制。微型化双光子显微镜FIRM-TPM国产共聚焦显微镜也有一些突破，笔者了解到有正在研究的技术和工程样机，也有意欲上市的成型产品。近两年已经上市的，有永新光学的NCF950共聚焦显微镜和世纪桑尼的CSIM 110共聚焦扫描成像模块。永新光学NCF950共聚焦显微镜永新光学的NCF950共聚焦显微镜于2020年底发布，据称是国内首台商业化四色共聚焦显微镜，技术接近国际竞品水平，主要在生物学研究领域应用。据介绍，目前该产品在国内多个高校、科研院所和医院试用并得到良好反馈，且已经实现销售。其主要特点包括便捷的交互方式和多种操控方式；基于高灵敏度的光电倍增和稳定激光光源可得到高信噪比图像。采用高速扫描振镜，实现高达 4096x4096 的实时扫描分辨率；在扫描头、激光器、探测器和物镜方面根据用户使用体验也作了相应设计。NCF950共聚焦显微镜世纪桑尼CSIM 110共聚焦扫描成像模块世纪桑尼CSIM 110共聚焦扫描成像模块早在2020年1月上市，目前已经完成多项销售。CSIM 110共聚焦扫描成像模块的创新点包括（1）光路设计更简洁，降低光信号的损失，提高模块检测灵敏度；（2）优化信号的探测类型，获得更高效的信号采集。世纪桑尼共聚焦模块在国外篇最后提到的光镊技术是2018年诺贝尔物理学奖获奖技术。据了解，西安交通大学的雷铭教授团队也正在进行相关技术的研究工作。此外，雷铭团队还研发了结构光照明三维荧光显微镜、结构光照明三维彩色显微镜和结构光照明超分辨荧光显微镜，也有商业化的打算。笔者按：如今，高端光学显微镜尤其是在活细胞超分辨成像技术方面，进口产品以及国内不同团队的技术各有千秋，在被“四大家”长期统治的高端显微镜市场，出现了越来越多的国产显微镜身影，而且还有许多科研团队在投入研究更多技术。技术已然实现突破，再攻克产品商业化的难题，笔者相信，未来国产品牌在中国高端显微镜市场必将占有一席之地。

8月29日晚，由国家广电总局策划、部署，安徽省委宣传部、安徽省广播电视局指导，安徽广播电视台制作的大型理论实践探访节目《思想的田野安徽篇》播出啦！节目将嘉宾分成红蓝两队，乘坐思想号大篷车，以任务指令驱动，实地寻访探求，通过领略“创新”和体验“皖美”，来获得创新关键词，最后有感而发完成汇报演讲的全过程，凸显“创新引领发展”主题。而本期节目的创新关键词就是——量子。在国仪量子，一台基于NV色心和AFM扫描成像技术的量子精密测量仪器——量子钻石原子力显微镜又圈粉了。这台荣膺“CIIF创新引领奖”“朱良漪分析仪器创新奖”等多项大奖的高端科学仪器，又将给节目嘉宾和广大观众带来怎样的惊喜 ？关于量子钻石原子力显微镜量子钻石原子力显微镜（QDAFM）是基于NV色心和AFM 扫描成像技术的量子精密测量仪器。通过对钻石中氮—空位（NV）色心发光缺陷的自旋进行量子操控与读出，可实现磁学性质的定量无损成像，具有纳米级的高空间分辨率以及单个自旋的超高探测灵敏度，是研究材料磁学性质的新利器，在磁畴成像、二维材料、拓扑磁结构、超导磁学、细胞成像等领域有着广泛应用。

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。

本月21日，曾六次夺得奥运金牌的牙买加短跑名将尤塞恩博尔特(Usain Bolt)表示自己肌腱的受伤已经康复，将参加里约奥运会。29岁的博尔特表示，对他而言，里约奥运会将是历史性时刻，也会是他参加的最后一届奥运会。　　七年前，在2009年柏林世界锦标赛上，外号“闪电”博尔特获得了百米9.58秒的短跑成绩，比他之前创造的世界纪录又少了0.11秒。这一记录直至今日都未被打破，而且也很难被打破，甚至已经接近我们人类的极限速度。　　神奇的博尔特　　墨西哥国立自治大学的研究人员曾经对博尔特的表现做过详细的研究。基于比赛日的外部环境条件(包括温度、海拔、博尔特身体横截面面积等)，以及激光测速仪测得的即时速度(该仪器会连续测量博尔特的位置和速度，时间间隔0.1秒)，来计算博尔特比赛时的风阻。　　博尔特在比赛中总共消耗了81.58千焦的能量，其中92.21 %的消耗是由风阻造成的。另外，在比赛开始仅0.89秒后，博尔特的最大功率输出就达到了2619.5瓦特，这一功率甚至超过了许多大功率吸尘器。　　　博尔特在2009年柏林世锦赛男子100米决赛中的瞬时速度实测曲线与方程匹配曲线图片来源：J J H. Gomez et al, Eur. J. Phys. 34 (2013) 1227–1233　　从上图可以看出，研究人员的方程完美地契合了博尔特的实际表现，因此他们能够基于方程的计算结果对博尔特的能力进行更多的推理和假设——如果比赛当天柏林完全没有风，博尔特就只能够跑出9.68秒 如果顺风2米每秒(奥运会记录允许的最大风速)，那么博尔特的成绩将达到9.46秒，这已经打破了部分专家认定的人类“速度极限”了。　　博尔特如此神奇的表现让研究人员也不由惊叹，现在的世界记录应该不太可能被打破了，博尔特简直就是个超人。　　以下是博尔特2009年柏林世锦赛男子100米决赛时的相关数据：　　身高： 1米95　　距离： 100米　　时间： 9.58秒　　最高速度： 12.2米/秒(44公里/小时)　　蹬地力量： 815.8牛顿　　顺风风速： 0.9米/秒(3.2公里/小时)　　冷冻电子显微镜带来新发现　　关于博尔特到底为什么能跑这么快这个问题，一直是众说纷纭。来自德国马克斯普朗克分子生理学研究所(Max PlanckInstitute of Molecular Physiology)的科学家们认为其中的原因之一就在于肌肉细胞的结构。　　如今这些科学家们正在位于多特蒙德(Dortmund)的实验室中，使用新的技术来将蛋白质和肌肉细胞分析至前所未有的细节。　　科学家们使用的是基于冷冻电子显微技术(Cryo-Electron Microscopy)的新方法，这不但可以解开肌肉疾病的原因，也可用来识别顶级运动员肌肉中的秘密。　　为什么有些人跑的比其他人快很多?答案也许就在一份世界记录保持者的肌肉组织样品之中　　　图片来源: MPI f.Molecular Physiology　　马普分子生理所结构生物化学系系主任斯特范朗泽(Stefan Raunser)和他的研究团队成功并详细地解开了肌肉收缩时重要蛋白质之间的互动。　　“使用冷冻电子显微技术，我们可以观察肌肉蛋白质之间的自然互动，以便了解是否由这种互动造成了博尔特和常人肌肉差别，”斯特范朗泽表示。　　斯特范表示，“所有的顶级运动员估计都携带可以让他们发挥到人类极限的基因。”因为有些特殊的蛋白质组合可以使肌肉力量最为优化地生长。而这种组合在一般短跑运动员体内是验测不到的。　　另外，骨骼肌分为两类：爆发力强的快肌和耐力强的慢肌。这两种骨骼肌在博尔特身上的组合很有可能是一个黄金比例。　　肌肉的动力：肌动蛋白和肌球蛋白　　肌肉运动的两大主角是肌动蛋白(actin)和肌球蛋白(myosin)。肌动蛋白是一种结构蛋白，占到了肌肉总质量的20%，他们组成了长长的线形纤维 肌球蛋白则是蛋白发动机，可以把化学能转化成动能。　　“肌球蛋白把肌动蛋白分子当作轨道，”朗泽教授的博士后学生朱利安冯德艾肯(Julian von derEcken)解释道，“当数百万个肌球蛋白在这个轨道上同时运动时，肌肉就会收缩。”　　遗传性肌肉疾病下的肌动蛋白和肌球蛋白将无法正常合作，因此导致肌肉组织虚弱的症状。　　在此之前，由于科学家们没有手段研究蛋白质的微观细节，这两种蛋白质之间互动问题的原因还是未知。　　朗泽的团队为了解这些肌肉疾病做出了极其重要的贡献。比如，他们的研究发现，很多基因导致的变异集中于一个部位。而这恰恰是形成两种蛋白质之间的界面上的一个重要部位。　　然而，在博尔特和其他顶级运动员身上，这种变异很有可能使其肌动蛋白和肌球蛋白之间的互动变的更有效，从而产生更为高效的肌肉组织。　　朗泽最后表示道：“我们目前还处于这项研究的初期。由于肌肉收缩是一个迅速的过程，我们必须把整个过程分为数个阶段。虽然如此，我们目前的结果已经可以作为新型药物的基础了。”