手持距离显微镜

日期和时间：6月28日 上午10点-11点整主讲人： 帕克公司资深售后服务工程师&应用专家，AFM从业经验8年针尖-样品相互作用的力值量测 力-距离(F-D)曲线是一种分光镜检查技术，在Z轴扫描仪伸缩的同时，测量针尖与样品表面间的垂直相互作用。直接测量针尖与样品间的相互作用力时，对比悬臂偏转功能与压电扫描仪延伸，反映表面的力学性能。原子力显微镜包含各种各样的扫描模式可以到样品的形貌图或其他对应的特性分析图， 而这其中的力和距离曲线在表面科学，纳米技术，生物科学和许多其他研究领域中也扮演了非常重要角色。 在帕克的每一台设备的基本配置中都包含力和距离光谱分析。它不需要一些特殊的辅助模块进行操作，只是在探针和样品接触后分离的状态下，去获得相应点的力曲线。但是看似简单地操作， 却也涉及到了很多难点，想探针的选择，参数的设定，悬臂的校准等等。并且，液下力曲线，力曲线成像，更如PinPoint模式也都是这个领域的延伸。 而对于特殊材料进行力曲线分析，如细胞等，探针的改良也是一种保护样品不被破坏的途径，并能够让测量变成更容易的几何运算。它也是一种力曲线分析的难点之一。 这些信息都会在本次研讨会上进行讨论和分析。请参考友情链接，进入官网免费申请听取网络讲堂！

仪器信息网讯 2023年5月18日，第十六届中国科学仪器发展年会(ACCSI 2023)在北京怀柔雁栖湖国际会展中心盛大开幕。会议现场，仪器信息网采访了北京世纪桑尼科技有限公司项目经理赖博。世纪桑尼主要产品包括高速光学扫描振镜、激光与振镜运动控制卡、激光扫描系统等。近几年，世纪桑尼逐步向中高端光学显微镜市场迈进。本次采访，就公司进入中高端光学显微镜市场的优势、未来产品计划以及当前国内高端光学显微镜的市场现状以及国产仪器企业在激烈竞争中如何占据一席之地等话题赖博进行了简单阐述。详情请观看视频：

“TESCAN电镜学堂”又跟大家见面了，利用扫描电镜观察样品时会关注分辨率、衬度、景深、形貌的真实性以及其他分析的需要等等，不同的关注点之间需要不同的拍摄条件，有时甚至相互矛盾。今天主要谈一谈电镜拍摄时工作距离的选择。 这里是TESCAN电镜学堂第11期，将继续为大家连载《扫描电子显微镜及微区分析技术》(本书简介请至文末查看)，帮助广大电镜工作者深入了解电镜相关技术的原理、结构以及最新发展状况，将电镜在材料研究中发挥出更加优秀的性能！ 第三节 常规拍摄需要注意的问题 平时电镜使用者都进行常规样品的观察，常规样品不像分辨率标准样品那么理想，样品比较复杂，而且有时候关注点并不相同。因此我们要根据样品类型以及所关注的问题选择合适的电镜条件。 关注分辨率、衬度、景深、形貌的真实性、其它分析的需要等等，不同的关注点之间需要不同的电镜条件，有时甚至相互矛盾。因此我们必须明确拍摄目的，寻找最适合的电镜条件，而不是贸然的追求大倍数。 电镜的工作条件包括很多，加速电压、束流束斑、工作距离、光阑大小、明暗对比度、探测器的选择等。本期将为大家介绍工作距离的影响。 §3. 工作距离的影响① 分辨率由前面的束斑尺寸公式我们就已经得知，不管任何电镜、任何电压束流条件，都是工作距离越近，分辨率越好。不过工作距离越近，操作越危险，需要操作者较为小心，避免试样碰撞极靴。而且工作距离越近，试样允许的倾转角度也受到更大的限制。② 景深除了分辨率外，有时候景深也是电镜图片非常重要的因素，特别是当倍数较大时，景深会大幅度缩小，试样稍有起伏则不能全部聚焦清楚。 景深有如下公式可以表示： 其中M为放大倍数、D为工作距离、d为电子束直径、α为光阑孔径。TESCAN所有的电镜都可以从软件中读取当前工作条件下的景深，如图5-27。 图5-27 TESCAN软件直接读取景深 从景深公式中我们可以知道，影响景深的几个工作参数： 工作距离越大，景深越大；加速电压越大，电子束直径越小，景深越大；束流越小，电子束直径越小，景深越大；光阑孔径越小，景深越大；放大倍数越小，景深越大。 另外，TESCAN电镜具有独特的景深模式，通过中间镜和物镜的聚焦配合，能够增加高倍数下的景深。此外，无磁场模式的景深要好于磁浸没式。 图5-28是不同距离下的景深效果，可以明显的看出长工作距离下的景深优于短工作距离，但是工作距离过长会导致分辨率的下降。 图5-28 工作距离对景深的影响③ 衬度与工作距离的影响 对背散射电子来说，工作距离还会引起衬度的不同。工作距离较远时，极靴下背散射电子探测器的接收立体角较小，相对接收更高角的背散射电子信号；距离较近时，立体角变大，可以接收更多的低角背散射电子信号。图5-29，试样是抛光的金属镍，测试了不同区域的灰度值，可以发现工作距离较近时，不同的晶粒的灰度值相差更大，通道衬度更好。 图5-29 工作距离与背散射电子衬度④ 物镜模式和附件的要求 采用半磁浸没式物镜时（MAIA的Depth或Resolution模式），需要较近的工作距离。半浸没式物镜的磁场仅在物镜附近，工作距离远了磁场不能将试样表面包住，使得电子束不能很好的聚焦到试样表面。因此在这种工作模式下，工作距离最好小于7mm。如果插入了极靴下背散射电子探测器，由于探测器本身具有一定的厚度，所以工作距离也不能太近，否则会撞上探测器。插入极靴下背散射探测器的情况下，工作距离要大于6mm。如果工作距离更近了，可以拔出极靴下背散射探测器，改用镜筒内背散射电子探测器进行观察。在使用减速模式或者镜筒内二次电子探测器时，也需要相对较小的工作距离。 电镜的其它附件，比如EDS/WDS，由于这些附件自带准直器，需要有特定的工作距离，不在此工作距离下，附件会因为没有信号而不能正常工作。 福利时间每期文章末尾小编都会设置1个问题，大家可以在留言区自由作答，每期在答对的朋友中我们会选出点赞数最高的两位送出本书的印刷版。【本期问题】工作距离对背散射电子成像会有怎样的影响？（快去留言区回答问题领取奖品吧↓）奖品公布上期获奖的两位用户@Yuki@Organometallics，请在3个工作日内后台私信小编邮寄地址，我们会在收到您的信息并核实后即刻寄出奖品。电镜学堂“有奖问答”奖品 (印刷版书籍1本)简介《扫描电子显微镜及微区分析技术》是由业内资深的技术专家李威老师（原上海交通大学扫描电镜专家，现任TESCAN技术专家）、焦汇胜博士（英国伯明翰大学材料科学博士，现任TESCAN技术专家）、李香庭教授（电子探针领域专家，兼任全国微束分析标委会委员、上海电镜学会理事）编著，并于2015年由东北师范大学出版社出版发行。本书编者都是非常资深的电镜工作者，在科研领域工作多年，李香庭教授在电子探针领域有几十年的工作经验，对扫描电子显微镜、能谱和波谱分析都有很深的造诣，本教材从实战的角度出发编写，希望能够帮助到广大电镜工作者，特别是广泛的TESCAN客户。↓ 往期课程，请戳以下文字或点击阅读原文：电镜学堂丨扫描电子显微镜的基本原理(一) - 电子与试样的相互作用电镜学堂丨扫描电子显微镜的基本原理(二) - 像衬度形成原理电镜学堂丨扫描电子显微镜的基本原理(三) - 荷电效应电镜学堂丨扫描电子显微镜的结构(一) - 电子光学系统电镜学堂丨扫描电子显微镜的结构(二) - 探测器系统电镜学堂丨扫描电子显微镜样品要求及制备 (一) - 常规样品制备统电镜学堂丨扫描电子显微镜样品要求及制备 (二) - 特殊试样处理&试样放置 电镜学堂丨扫描电镜的基本操作 & 分辨率指标详解电镜学堂丨电镜操作之如何巧妙选择加速电压？电镜学堂丨电镜使用中，如何选择合适的束斑束流？ 更多详情内容请关注“TESCAN公司”微信公众号查看

光学显微镜至今已有三百多年的历史，从观察细胞的初代显微镜发展到如今打破分辨率极限的超分辨显微镜。近年来，生命科学领域蓬勃发展，对显微成像技术不断产生新的需求，光学显微镜不断向更高分辨率、快速成像、3D成像等高端技术方向发展。我国高端光学显微镜市场长期处于被国外产品垄断的局面，许多关键核心部件依赖进口。令人欣喜的是，近五年来，市场上涌现出多种国产高端光学显微镜，包括超分辨显微镜、双光子显微镜、共聚焦显微镜、光片显微镜等，逐渐打破当前市场格局。基于此，仪器信息网特别制作“破局：国产高端光学显微镜技术‘多点开花’”专题，并向国产光学显微镜企业广泛征稿（投稿邮箱：lizk@instrument.com.cn），了解各企业主要高端光学显微镜产品技术特点和发展进程。本篇为北京超维景生物科技有限公司（以下简称“超维景”）供稿。 超维景研发和生产的微型化双光子显微镜基于自主研发的核心技术，在世界上第一次获取了自由行为小鼠大脑细胞和亚细胞结构的清晰、稳定的动态图像。这项发明曾被Nature Methods 评为“2018年度方法”，被国家科技部评为“2017度中国十大科学进展”。仪器信息网: 请回顾一下贵公司光学显微镜技术的发展历程。当前，最流行的对小动物行为过程中大脑神经元活动和结构变化进行长期观测和追踪的成像方法，是将虚拟现实与现有商品化台式双光子成像相结合，在动物头部被固定的情况下，在其眼前制造影像，让动物认为自己处在”真实“的环境之中。通过小鼠四肢在类似跑步机或者鼠标滚球上的运动来模拟其真实活动。以求达到研究神经元在动物行为中所起到的作用。然而，这种虚拟现实加头部固定成像的方法，已经遭到许多科学家的质疑。人们认为，头部固定的动物在实验期间一直处在物理约束和情绪压力下，无法证明神经元对外界的响应在虚拟现实和自由探索下是等价的。更重要的是，许多社会行为，比如亲子护理，交配和战斗，都不能用头部固定的实验来研究。如何在动物自由活动的时候，直接对其神经元进行成像，是神经科学家亟待解决的诉求。美国和欧洲脑计划及连接组计划在不断快速推进，我国的脑计划也将在年内启动，最新神经科学需要针对清醒动物的典型实验会越来越多。现有传统厂家的双光子设备上都只能做麻醉或固定头部的动物成像，实验的结果无法描述在正常行为模式下的神经功能变化。一个理想的解决方案是开发微型荧光显微镜直接固定在自由活动的动物身上，让动物“带着显微镜跑”。2017 年由北京大学程和平院士和陈良怡教授牵头研发的微型化双光子活体成像技术的出现，使目前最新神经科学需要的针对清醒动物的功能研究实验得以实现，其核心技术 2.2 克可佩戴式微型化双光子荧光显微镜，在国际上首次获取了小鼠自由行为过程中大脑神经元和神经突触活动清晰稳定的图像。研究成果已表于自然杂志子刊 Nature Methods，2014 诺贝尔生物学或医学奖得主 Edvard I. Moser 称之为研究大脑空间定位神经系统革命性的新工具。只有通过原型机转化为产品的方式，才能让更多科学家、实验室使用到高端技术，但这是在实验室无法完成的。在校方、政府政策、资本等要素多方助力下，团队成立了北京超维景生物科技有限公司推动这一成像装备商业化，形成微型化双光子荧光显微镜，微型化双光子荧光显微成像系统主要包含：微型化双光子显微成像模块、激光耦合模块、飞秒激光器、荧光采集模块、主控制器、宽视场观测模块、ScienceDesk 工作台，共 7 大模块。目前，超维景在面向脑科学的产品成型并已小批量出货。国内产品销售额过亿，国内用户有复旦大学、中科院深圳先进技术研究院、南京脑观象台、西湖大学、西京医院、空军军医大学、中科院脑科学与智能技术卓越创新中心、北京大学、中山大学中山眼科中心、广东粤港澳大湾区协同创新研究院、浙江大学城市学院和中山大学孙逸仙纪念医院等。国际产品销售额超千万，已经达成的国际合作有德国马普神经所、德国波恩大学、德国马普鸟类研究所、美国纽约大学、美国马普神经所等。未来超维景会充分调动所拥有多项核心技术，即累计拥有发明专利、实用新型、软件著作权等60余项知识产权以及双光子显微成像系统发力于千亿级的临床医疗检测和诊断市场，例如手持式双光子或穿刺式双光子设备直接作用于皮肤、口腔、浅表淋巴；结合小型化技术稍作改进可以实现宫腔成像的宫腔镜；在开腹/微创手术过程中，硬性腔镜可以实现术中指导，实现肺、胸、肾、肝、脑等组织病变的辅助诊断的手持/腔镜；结合传统内窥技术打开胃肠癌症筛查市场的内腔软镜。仪器信息网: 请介绍当前贵公司主推的产品和技术。贵公司的高端光学显微镜技术有哪些独特优势？超维景自主研制的快速微型化双光子显微成像系统FIRM-TPM，在世界上第一次实现了自由运动小鼠单个树突棘水平神经元功能活动的高速高分辨实时成像，解决了“脑计划”的核心痛点。而且超维景生产的微型化显微镜分辨率、扫描速度、重量、GFP/GCaMP 成像等方面均优于其他文献报道的微型化显微镜。这款头戴式双光子显微镜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。今年1月，继第一代微型化双光子显微镜在全球首次获取了小鼠在自由行为过程中大脑神经元和神经突触活动的动态图像后，超维景通过对微型光学系统的重新设计，成功研制了第二代产品。其成像视野更大，工作距离更远，操作简便，并具备实时三维成像能力，可在自由运动的小鼠上对大脑三维区域内上千个神经元进行清晰稳定的动态成像，并且实现了针对同一批神经元长达一个月的追踪记录。该成果于2021年1月6日在线发表于Nature Methods上。新一代微型化双光子荧光显微镜体积小，适于佩戴在小动物头部颅窗上，实时记录数十个神经元、上千个神经突触的动态信号。在大型动物上，还可望实现多探头佩戴、多颅窗不同脑区的长时程观测。相比单光子激发，双光子激发具有良好的光学断层、更深的生物组织穿透等优势，其横向分辨率达到 850 nm，成像质量与商品化大型台式双光子荧光显微镜可相媲美，远优于目前领域内主导的、美国脑科学计划核心团队所研发的微型化宽场显微镜。除此之外，超维景生物基于生物医学显微镜研发生产的背景以及拥有的多项技术专利，结合市场需求和实验需要，开发了包括脉冲激光器在内的一系列光电产品，其性能稳定、操作简单，适用于高端光学显微镜的研制和工业生产。仪器信息网: 请举例介绍贵公司的产品和技术是如何助力生命科学研究的？生命科学是一门极其复杂、极富挑战的科学，是一个可以做出重大科学发现的领域。在中国“脑计划”即将启动的今天，为满足脑计划对于脑认知原理解析的重大需求，助力中国脑科学家、脑医学家、脑药学家的探索与发现，超维景创始人程和平院士团队与南京江北新区合作建立了“南京脑观象台”。“南京脑观象台”有三方面的特色：一是改变手工作坊式的科研方式，有标准化、流程化分解技术流程；二是降低功能成像的“准入门槛”，集成最先进的成像装备，节约“设想”到“验证”的时间；三是改变功能成像的研究方式，有高通量、工程化的实验设计，可以回答“大科学”问题。南京脑观象台作为超维景双光子产品的集中应用基地和演示中心于2021年8月2日推出了免费服务计划——“探索计划”，计划启动期间收到了广大科学家的积极响应，共收到符合条件的申请67份。 综合申请者前期实验基础，以及项目的创新性、可行性因素，在专家评审委员会的推荐下，我们首批支持项目共计24个，资助总金额300万元。此外，超维景微型化双光子显微成像技术帮助许多科研团队取得了一些重要的研究成果，比如，11月18日，浙江大学医学院脑科学与脑医学学院/教育部脑与脑机融合前沿科学中心的胡海岚教授团队，在国际知名期刊Neuron在线发表了论文《 Dynamics of a disinhibitory prefrontal microcircuit in controlling social competition》，这篇文章通过在显性管测试中应用光遗传学和化学遗传学操作，发现由VIP-PV-PYR 组成的微环路通过抑制与去抑制的功能性连接，在社交情境下精细地协作调控dmPFC锥体神经元的活动，从而影响小鼠在面对社会竞争时的行为表现。研究团队在探索这两种神经元如何影响mPFC的活动时，正是使用我们的2.2克可佩戴式微型双光子荧光显微镜（FHIRM-TPM）在清醒活动的动物中观察脑内单个神经元水平的发放。仪器信息网: 请您介绍一下目前高端光学显微镜的市场现状。根据中国仪器仪表行业协会统计，2015 年至 2017 年我国显微镜出口量在 220 万台-300万台之间，年均进口5万台左右，出口数量远高于进口数量，但出口金额远低于进口金额，反映了中国进口的光学显微镜单台平均价格远高于出口显微镜，国内高端显微镜市场依赖于进口产品。自上世纪七、八十年代以来，中国显微镜制造逐渐承接了来自欧洲和日本的产业转移，已能生产95%的教育类和普及类显微镜。世界高端显微镜产业主要布局在德国和日本，德国是以徕卡显微系统和蔡司为代表，而日本以尼康和奥林巴斯公司为代表，上述企业占据着世界显微镜市场50%以上的市场份额，其发展战略左右着显微镜市场的走向。目前世界市场对高端显微镜的需求在增长，中国市场这方面的需求增长更快，超分辨显微镜在中国市场的增长更是超过20%。未来五年显微镜市场的发展在亚太地区将围绕中国、印度、澳大利亚和中东国家。近年来，全球科研经费持续增加，医疗卫生的投入也将进一步加大。基于分辨率、对比技术、荧光技术和数字影像等技术的更新，显微镜在生物医学等领域得到越来越广泛的应用。高分辨率光学显微镜是近年来增长较为快速的产品，主要应用于科研开发与医疗卫生领域。医院场景国产高端显微镜替代空间大。目前中国三甲医院所使用的高端光学显微镜几乎被徕卡、蔡司、尼康和奥林巴斯垄断。国内有能力开始生产高端显微镜的企业较少，目前有永新光学、麦克奥迪、舜宇光学等。国内制造的高性能、高可靠性的高端光学显微镜，充满了极大的市场机遇。仪器信息网:您如何看待国产光学显微镜生产商和进口品牌厂商的差距？您认为目前高端光学显微镜的国产化进程如何？我国显微镜行业发展缺乏技术沉淀，20 年以上经营积累的企业十分稀缺，深度精密制造及光学核心部件设计及工艺严重制约产业升级，具备生产高端显微镜的企业屈指可数。光电产业新产品层出不穷，应用范围逐步扩大，对光学元件组件加工技术要求越来越高。目前，国内少数厂商能实现精密光学元件组件量产，但特殊光学元件组件的加工技术（如光学玻璃非球面加工技术）、配套材料及高精度检测技术基本上由国外厂商掌握，国内厂商仍与国际高端水平有相当差距，在国际竞争中技术上处于相对劣势。在生命科学和医学研究中，成像技术至关重要，它是推动生命科学进步的核心动力，生物医学发展的历史大半部是成像技术的发展史。进入新千年，脑科学研究成为热点，根据《“十四五”规划纲要和2035年远景目标纲要》，我国脑科学与类脑研究将以脑认知原理解析、脑介观神经联接图谱绘制、脑重大疾病机理与干预研究等方向作为重点。中国要做原创科学，必须要有自己的仪器。超维景作为科技成果产业化的典型公司，将以自主创新的核心技术，将继续为我国的脑科学研究做出重要贡献，利用神经科学的基础研究成果来造福社会。

华为手机上的仪器：“显微镜”10月8日消息，根据美国商标和专利局近日公示的技术专利，华为公司获得了一项手机显微镜技术专利，镜头与被拍摄物体的距离保持0.5毫米左右，可以放大20-400倍。OPPO 此前曾在Find X3 Pro 手机中引入了“显微镜”功能，可以实现60 倍放大。华为公司于2021年提交了这项专利申请，提供了更丰富的显微镜应用场景。华为提交该专利期间仍处于疫情期间，在专利描述中特别介绍了识别拍摄对象细菌数量、提供卫生建议等等。在此简要介绍下该专利原理如下：电子设备上配有2个基础组件，一个是普通相机，而另一个是微距相机，该微距相机采用平场消色差微型物镜，光学分辨率为2.Math.m。1. 首先常规相机拍摄：该相机可识别物体的场景和类别，在示例中可以区分食物、手或餐桌。2. 再使用微距相机（Microscopic Camera）进行微观拍摄：接下来相机需要切换到显微镜模式，拍摄此前照片场景中的某个物体。显微镜模式的作用是揭示此前图像中的微观信息，可以显示细菌的种类和数量情况，这种微观视图为了解物体的卫生状况提供了宝贵的见解。3. 判断卫生情况：设备会根据普通摄像头的场景信息和显微摄像头的微观信息进行综合分析，此步骤对于准确确定物体的卫生状况至关重要。4. 智能提示：该技术可以通过文本、语音、振动或指示器等方式提供相关信息，详细描述对象的卫生情况，并提供改进和适当的卫生措施建议等等。华为在专利中还概述了多个应用场景：食品安全保证：您在家准备晚餐，可以用于确保要切的蔬菜是干净的。厨房用具维护：可以关心厨房用具的清洁度，例如咖啡机或微波炉。个人卫生评估：可以确保个人卫生，尤其是手部清洁。餐桌清洁度：您正在举办晚宴，并希望确保您的餐桌一尘不染。儿童玩具检查：您关心孩子玩具的清洁度。宠物卫生监测：您希望确保宠物生活空间的清洁度。遥遥领先，很快华为用户就能使用上一台最高能放大400倍的手机显微镜了。如此便携的神奇仪器，列文虎克老兄也得羡慕的“流口水”吧？超级便携的手机光谱仪法国公司GoyaLab推出了一款可以将任何智能手机或平板电脑变成超紧凑且功能强大的手持式光谱仪的设备GoSpectro，它的价格只有400多美元。简单来说，GoSpectro是一只可以安装在手机镜头上的分光镜。但是手机装上配套的APP后，二者就合体为一台紧凑却功能强大的便携式光谱仪。GoSpectro在整个可见光范围(400 nm-750 nm)上都很灵敏，光谱分辨率小于10nm，再现性为1nm。这种革命性的器件能够以紧凑性对光源进行光谱表征以及发射、透射或反射的测量光谱。它是在不同设置下和不同场景下测量光谱的理想伴侣，特别是在野外、户外等环境下更为适用。应用场景：珠宝行业：免提分析 纳米尺度测量 宝石分析、储存以及数据导出 无人眼疲劳检测。物证鉴定：便携式阅读器防伪标签(荧光墨水)、证物的实时验证。……虽然GoSpectro的参数及应用还远远比不上实验室中常见的光谱仪，但他的出现似乎在向这个世界宣告：科学仪器的手机时代已经来临。可以嵌入手机的光谱传感器在华为“显微镜”和GoSpectro光谱仪走入大家视野的同时，来自埃因霍芬理工大学（Technische Universiteit Eindhoven，以下简称：TU/e）的研究团队开发了一种新型近红外（NIR）光谱传感器，该传感器易于制造，并且尺寸与智能手机中的传感器相当，可用于工业过程监测及农业相关应用。这一突破性的研究成果已发表于Nature期刊。TU/e团队 图源Mantispectra官网“这项开发成本很低，因为我们可以批量生产众多传感器，并且目前已做好开展实际应用的准备。”该研究的共同第一作者、TU/e应用物理系光子和半导体纳米物理研究组的博士研究员Kaylee Hakkel说道，“该传感器芯片尺寸很小，甚至未来可以嵌入智能手机中。”图源Mantispectra官网这项研究的共同第一作者Maurangelo Petruzzella表示：“我们现在有基于该项技术的完整开发套件——SpectraPod，很多公司和研究团队利用它来构建应用程序。最棒的是，该传感器未来甚至可以在智能手机中普及，这意味着人们可以在家里用它来监测食物质量或健康状况。”开发套件SpectraPod 图源Mantispectra官网相比“手机外设”GoSpectro光谱仪，TU/e的芯片更趋近于“手机即仪器”理念的实现。“便携”是科学仪器行业近些年来公认的发展趋势之一，色谱、光谱、质谱等仪器的便携版已屡见不鲜。同时，随着传感器技术的发展，“便携仪器”的定义范围也在无限缩小。相信有一天，我们一定会见到更多品类手机仪器的诞生。

|作者：彭金波1,2,† 江颖3,4,††(1 上海交通大学 李政道研究所 )(2 上海交通大学物理与天文学院 )(3 北京大学物理学院 量子材料科学中心 )(4 北京大学轻元素先进材料研究中心 )本文选自《物理》2023年第3期摘要：扫描探针显微镜主要包括扫描隧道显微镜和原子力显微镜，其利用尖锐的针尖逐点扫描样品，可在原子和分子尺度上获取表面的形貌和丰富的物性，改变了人们对物质的研究范式和基础认知。近年来，qPlus型高品质因子力传感器的出现将扫描探针显微镜的分辨率和灵敏度推向了一个新的水平，为化学结构、电荷态、电子态、自旋态等多自由度的精密探测和操控提供了前所未有的机会。文章首先简要介绍原子力显微镜的发展历史和基本工作原理，然后重点描述qPlus型原子力显微镜技术的优势及其在单原子、单分子和低维材料体系中的应用，最后展望该技术的未来发展趋势和潜在应用。关键词：扫描探针显微镜，原子力显微镜，qPlus力传感器，高分辨成像，原子分辨01原子力显微镜的诞生显微镜是人类认识微观世界的最重要工具之一。光学显微镜的诞生让人们第一次看到了细菌、细胞等用肉眼无法看到的微小物体，从而打开了崭新的世界。然而，由于光学衍射极限的限制，光学显微镜的空间分辨率一般局限于可见光波长的一半左右(约300 nm)，很难用于分辨纳米尺度下更细微的结构，更无法用于观察物质最基本的原子结构排布。要想进一步提高探测的空间分辨率，一种途径是减小探测波的波长，比如扫描电子显微镜就是利用波长更短的电子波来进行成像。另一种途径是采取近场的局域探测，比如近场光学显微镜及其他基于局域相互作用探测的扫描探针显微镜。可以想象，要想获得更高的空间分辨率，就需要对样品的探测更加局域，即“探针”尖端足够尖，最好只有探针和样品最接近的几个原子能够发生相互作用，“感受”到彼此。这种相互作用可以是电子波函数的交叠或者原子作用力等。1981年，Binnig和Rohrer发明了扫描隧道显微镜(scanning tunneling microscope，STM)，STM是基于探测针尖和样品之间的隧道电流来进行空间成像的工具。由于隧道电流正比于针尖尖端几个原子与衬底原子的电子波函数的交叠，对针尖与样品之间的距离非常敏感，因此可以获得原子级的空间分辨率。STM的发明，使得人们可以在实空间直接观察固体表面的原子结构，因此荣获1986年的诺贝尔物理学奖[1]。然而，STM依赖于隧道电流的探测，无法用于扫描绝缘样品，因此使用范围受到了极大的限制。有趣的是，在早期的STM实验中，研究人员发现当针尖和样品比较近而出现隧道电流时，会同时产生较强的相互作用力。Binnig意识到通过测量针尖与样品原子之间的相互作用力也可用来对样品表面成像。1986年，他提出了基于探测针尖和样品之间原子作用力的新型显微镜——原子力显微镜(atomic force microscope，AFM)[2]，并随后与Quate和Gerber搭建出了第一套可以工作的AFM[3]。三人于2016年获得了Kavli纳米科学奖。AFM是基于针尖与样品之间原子作用力的探测，不需要样品具有导电性，因而可以用于研究包括金属、半导体、绝缘体等多种材料体系，大大弥补了STM的研究局限。此外，AFM还可以在大气和液体环境中工作，具有很好的工况条件和生物体系兼容性。这些优势使得AFM成为纳米科学领域使用最广泛的成像工具之一。然而，AFM并不像STM那样在发明之初就获得了原子级分辨率，而是直到5年之后(1991年)，惰性固体表面的原子分辨成像才得以实现[4，5]。近年来，由于qPlus力传感器的引入，AFM的空间分辨能力得到了极大的提升。通过针尖修饰，人们可以更加容易地获得原子级成像，甚至实现氢原子和化学键的超高分辨成像。接下来，本文将简要介绍常见AFM的基本工作原理，然后着重介绍基于qPlus力传感器的AFM(简称qPlus-AFM)及其在各种体系中的应用，最后展望qPlus-AFM在物理和其他领域的潜在应用和面临的挑战。02常规AFM的原理和工作模式介绍2.1 AFM工作的基本原理目前使用最为广泛的是激光反射式AFM，其典型的结构示意图如图1(a)所示[6]。最核心的部分是力传感器，它一般是一个由微加工技术制备的可以振动的悬臂(常用的材料是硅或者氮化硅)，悬臂的末端有一个与悬臂梁一体的尖锐针尖，悬臂的背面镀有一层金属以达到镜面反射。当一束激光照射到悬臂上，光斑被反射到一个对光斑位置非常敏感的光电探测器上。当针尖扫描样品表面时，由于针尖与样品之间存在相互作用力，悬臂将随样品表面形貌的起伏而产生不同程度的弯曲形变，因而反射光斑的位置也会发生变化。通过光电二极管检测光斑位置的变化，就能获得被测样品表面形貌的信息。图1 AFM工作的基本原理[6] (a)典型激光反射式AFM的结构示意图；(b)超高真空下针尖与样品的相互作用力Fts及各成分力与针尖—样品距离z的关系2.2 原子力的分类在超高真空环境中，针尖与样品之间的相互作用力(Fts)与针尖—样品距离z之间典型的关系曲线如图1(b)所示。Fts大致可以分为长程力和短程力，长程力通常包括范德瓦耳斯力和静电力等，其衰减长度一般为几纳米或者几十纳米。短程力主要包括来自针尖和样品之间形成化学键的作用力和由于针尖—样品电子云交叠产生的泡利排斥力，其衰减长度一般约为0.1 nm左右。长程力对距离不敏感，很难分辨较小的表面起伏，要想获得较高的空间分辨率，需要让短程力的贡献占主导。在特殊的环境下，针尖和样品之间的相互作用力还包括机械接触力、毛细力、磁场力、卡西米尔力、水合力等。2.3 AFM的主要工作模式AFM有多种工作模式，通常分为静态模式和动态模式，后者包括非接触模式和轻敲模式两种(图2(a))。在静态模式下，针尖以拖拽的形式在样品表面扫描并记录表面的形貌起伏变化，因此也叫接触模式。悬臂的形变量为q=Fts/k (k为悬臂的劲度系数)，为了提高力探测的灵敏度，一般使用较软(k较小)的悬臂。为了避免较大的吸引力引起针尖发生“突跳”现象，静态模式主要工作在短程的排斥力区间(图2(b))，因此空间分辨率较高。但这种模式下针尖和样品之间的相互作用力较大，容易对较软的样品产生破坏。图2 AFM的工作模式[6] (a)接触模式、非接触模式和轻敲模式的示意图；(b)不同模式的大致工作范围(区分并不严格)；(c)悬臂在频率调制和振幅调制模式下的共振曲线。人们也经常把振幅调制模式称为轻敲模式，把频率调制模式称为非接触模式在动态模式下，悬臂被压电陶瓷励振器驱动以共振频率振动，当振幅A足够大使得回复力k∙Amax(Fts)时可以避免“突跳”现象的发生。动态模式有轻敲模式和非接触模式两种。轻敲模式类似于盲人使用手杖行走，其振幅比较大，一般从几纳米到一百多纳米，主要的力的贡献来源于针尖距离样品很近甚至接触的时候。这种模式对样品的损坏小，适用于不同的材料，是目前AFM使用最为广泛的模式。但是这种模式由于包含较多的长程力贡献，因此一般较难获得原子级分辨。此外，由于轻敲模式下振幅较大，测量振幅变化的信噪比较高，这种模式一般使用幅度调制(amplitude modulated，AM)，即以固定频率和振幅的激励信号来驱使悬臂振动，针尖和样品的作用力会引起悬臂振幅(及相对于激励信号的相位)的变化，将测量的振幅(或相位)的变化作为反馈信号可以获取样品表面的形貌信息(图2(c))。非接触模式的振幅一般是几纳米或埃的量级，针尖在振动过程中不会接触样品，因此可以避免对样品的扰动或者破坏。非接触式AFM除了可以使用AM模式外，还能以频率调制(frequency modulated，FM)模式工作。这其实与收音机的AM和FM模式原理类似，只是工作的频段不同。在FM模式下，悬臂保持相位和振幅不变，针尖和样品的作用力引起悬臂振动频率的变化，测量振动频率的变化可以得到样品表面形貌的信息(图2(c))。AM和FM模式下悬臂的共振频率变化的响应时间[7，8]分别约为τAM=Q/(πf0)，τFM=1/(2πf0)，其中Q是悬臂的品质因子，f0为悬臂的本征振动频率。由此可见，AM模式的响应时间会随Q因子的增加而线性变大，而FM模式的响应时间不受Q因子的影响。在超高真空低温环境中，悬臂的Q因子会比大气环境下增加几十倍，这使得AFM对力的敏感度及信噪比会有很大提升，但也会使得AM模式下AFM的响应时间大幅延长，导致扫描成像需要很长的时间。因此，AM模式(轻敲模式)主要被用于大气或者液体环境中。Q因子的增加对FM模式下AFM的响应时间没有影响，所以FM模式是超高真空环境下被广泛使用的工作模式，即保持高Q因子的同时还能保证较高的扫描速度。2.4 影响频率调制AFM噪音大小的因素在FM模式下，AFM直接探测的信号是针尖—样品相互作用力引起的悬臂频率偏移∆f，利用公式[9]可进一步转化为相互作用力Fts。频率偏移对应的相对噪音，因此可以用δkts的形式来表示FM模式下AFM测量中4种主要的噪音来源，分别为[10]热噪音：力传感器信号探测的噪音：AFM悬臂振荡的噪音：漂移噪音：其中kB为玻尔兹曼常数，T是温度，B是与扫描速度对应的带宽，nq是悬臂偏转信号探测的噪音密度，r 是频率的漂移速率，N是扫描图像的像素数。由上述式子可知，k越小，4种噪音都更小，因此在满足k∙Amax(Fts)的前提下，选择的k越小越好；Q越大，会使得第一和第三种噪音更小，但过大的Q会使得悬臂在FM模式下的稳定起振难以维持；振幅A越大，前三种噪音都更小，但A太大会引起短程力贡献大幅减小的问题(见下节)。03基于qPlus力传感器的非接触式AFM3.1 振幅对非接触式AFM分辨率的影响在FM模式下，AFM探测的频率偏移∆f，可以转化为权重函数w(z,A)和针尖—样品相互作用力的梯度的卷积[11]。如图3所示，w(z,A)是与振幅A和距离z相关的半椭圆，kts是力Fts与z曲线的梯度，也呈现为勺子形，只是最低点对应的距离z有所不同。可见，当振幅较大时，长程力对频率偏移的贡献占主导；随着振幅减小，短程力的贡献变大。当振幅与短程力的衰减长度(亚埃级)接近时，更容易得到原子级分辨率[10]。图3 长程力和短程力的贡献与AFM悬臂振幅A的关系[11]3.2 qPlus力传感器的发明传统AFM力传感器一般采用微加工制备的硅或者氮化硅悬臂，其劲度系数较小(约1 N/m)，力的探测灵敏度高。为了能探测短程力从而实现高空间分辨，往往需要让针尖靠近表面，从而导致“突跳”的发生。为了避免“突跳”引起的针尖损坏，需要悬臂在较大的振幅下工作。然而，大的振幅会使长程力的贡献增加，引起AFM的空间分辨率大大降低。图4 石英音叉和qPlus力传感器实物图 (a)，(b)手表中拆出来的石英音叉[12]；(c)第一代qPlus力传感器的实物图(图片来自德国雷根斯堡大学Giessibl课题组)[13]；(d)第四代qPlus力传感器的实物图(图片来自北京大学江颖课题组)[6]要想克服上述矛盾，实现在小振幅下工作的同时而不引起“突跳”的发生，则需要使用劲度系数k较大的悬臂。石英音叉是被广泛用于手表中的计时元件(图4(a)，(b))[12]，劲度系数高，可产生极高精度的振荡频率(一般为32—200 kHz)，且具有很高的Q因子。此外，其悬臂的形变可以利用石英的压电效应以电学的方式来直接探测，不需要激光系统，更容易兼容低温环境。早期，人们一般是在石英音叉的一个悬臂上粘上针尖来作为力传感器使用。然而，两个悬臂(相当于两个耦合的谐振子)由于质量和受力的不对称性导致Q因子大幅度降低，严重降低了AFM的信噪比。1996年，Giessibl将音叉的一个悬臂固定在质量很大的基底上，而在另一个自由的悬臂上粘上针尖以作为AFM力传感器，这样把两个耦合的谐振子变成单个独立的谐振子，可以保持较高的Q因子，且Q因子几乎不受针尖—样品相互作用力的影响。因此，这种力传感器被称为qPlus力传感器[13](图4(c))。目前，qPlus力传感器已经经过了四代的升级和改进，最新的版本是直接设计单个石英悬臂作为力传感器(图4(d))。表1 微加工硅悬臂力传感器与qPlus力传感器典型参数的对比[6]典型的qPlus力传感器与广泛使用的微加工硅悬臂力传感器的主要参数对比见表1。可以看到，qPlus力传感器悬臂的劲度系数高得多(一般约1800 N/m)，因此其力灵敏度一般情况下低于硅悬臂。然而，qPlus力传感器可以在非接触模式下，以极小的振幅(约100 pm)近距离扫描样品，而不会出现“突跳”现象。由于qPlus-AFM的振幅可以与短程力的衰减长度接近，因此短程力的贡献非常大，更加容易获得超高的空间分辨率。最近，田野等通过优化设计qPlus力传感器，将Q因子提升到140000以上，最小振幅小于10 pm，最小探测力小于2 pN，从而将qPlus力传感器的性能推向了一个新的水平[14]。此外，使用导电针尖，并通过单独的导线把经过针尖的电流提取出来，可以很容易地将qPlus-AFM与STM集成在一起，以同时发挥STM和AFM的功能。关于qPlus-AFM更为系统的介绍见综述[10，11]。3.3 获得超高空间分辨率的关键如前所述，针尖与样品间的相互作用越局域，空间分辨率越高。换言之，要想获得超高的空间分辨率，需要减小长程力的贡献，凸显短程力的贡献。要实现这一点，有两点非常关键：一是使用与短程力衰减长度接近的亚埃级的小振幅工作(详见3.1节)；二是让针尖更加尖锐，减少长程的范德瓦耳斯力的贡献。对于AFM成像来说，针尖末端几纳米的部分尤其是针尖末端的几个原子扮演着最重要的角色。为了让针尖末端更尖锐，常用办法是让金属针尖轻戳金属衬底或对针尖进行原子或者分子修饰，使得短程的泡利排斥力、化学键力或者高阶静电力占主导。3.3.1 短程的泡利排斥力当针尖与样品的距离足够近时，二者的电子云会发生交叠，产生很强的短程泡利排斥力。大部分时候，泡利排斥力是对固体及分子体系成像获得原子级分辨率的关键。2009年，Gross等[15]发现对针尖修饰一氧化碳(CO)分子后，可以实现对单个并五苯分子的化学键和结构(图5(a))的超高分辨成像(图5(c))，其分辨率已经超过了STM图像(图5(b))。这种超高空间分辨率的成像主要起源于CO针尖“尖锐”的p轨道与并五苯分子之间电子云交叠所导致的短程泡利排斥力。这种针尖修饰方法简单易行，成像分辨率高，使得qPlus-AFM成像技术迅速获得了广泛的应用。除了CO分子修饰外，人们还可以对针尖修饰其他种类的原子或者分子，以提高空间分辨率或者实现其他特定功能，例如Cl离子[16]和Xe分子[17]修饰的针尖以及CuO针尖[18]等。图5 基于泡利排斥力的单分子化学键成像[15] (a)并五苯分子的结构图；用 CO 分子修饰的针尖得到的 STM 图(b)和AFM图(c)3.3.2 短程的化学键力当针尖和衬底的化学活性都较强时，在近距离扫描过程中，二者可以形成局域的化学键，基于这种短程的化学键力，也可以获得超高的空间分辨率。典型的例子是半导体表面的AFM高分辨成像。例如，Giessibl等[19]发现在用AFM扫描Si(111)-(7×7)样品时，针尖会从样品上吸起一些Si团簇而被修饰，因此在扫描时容易与样品表面带悬挂键的Si原子形成共价键，而得到原子级分辨率。然而，这种成像方式对表面结构扰动较大，不适用于弱键和分子体系。3.3.3 短程的静电力通常所说的静电力主要来源于低阶静电力，比如点电荷与点电荷或者电偶极之间的静电力，其大小分别正比于r -2和r -3(r是二者作用的距离)，是较长程的相互作用力，因此空间分辨率较低。而在某些特殊的情况下，高阶静电力的贡献会起主要作用，而且是更加短程的，因此会导致分辨率的显著提升。一个典型的例子是对离子晶体(如NaCl，MgO，Cu2N等)的原子分辨成像。离子晶体表面周期性的正负电荷排布产生指数衰减的短程静电势分布[20]，针尖与离子晶体表面的短程静电力作用可以得到原子级分辨的成像[21]。图6 基于高阶静电力的水分子高分辨成像 (a)CO针尖示意图(上)及DFT计算得到的CO针尖的电荷分布(下)，呈现出明显的电四极矩特征[16]；(b)水四聚体的原子结构图(上)和AFM图(下)[16]。白色箭头和弧线分别指示水分子中氧原子和氢原子的位置；(c)Au(111)上双层二维冰的原子构型(上)和AFM图像(下)，其中可以分辨平躺(蓝色箭头)和直立(黑色箭头)的水分子[23]；(d)Au(111)表面由Zundel类型水合氢离子(黑色箭头)自组装形成的单层结构图(上)和AFM图像(下)[14]另一个例子是利用CO针尖对强极性分子的高分辨成像。彭金波等[16]利用CO修饰的针尖(图6(a)上图)扫描水分子四聚体时，发现即使在针尖距离较远时也能获得亚分子级的分辨率(图6(b))，且图像的形貌与水分子四聚体的静电势分布极其接近，从中可识别水分子OH键的取向。通过理论计算得知，CO修饰的针尖具有电四极矩(图6(a)下图)，与水分子电偶极之间存在高阶静电力相互作用，这是一种更为短程的静电力(正比于r -6)，因此能够在未进入泡利排斥区域时获得超高空间分辨。这种基于微弱的高阶静电力的成像技术可以区分水分子中氢、氧原子的位置和氢键的取向并且扰动极小。近年来，这个技术已被成功应用于亚稳态水分子团簇[16]、盐离子水合物[22]、二维冰[23](图6(c))及单层水中的水合氢离子[14]的非侵扰高分辨成像(图6(d))，将水科学的研究推向了原子尺度。04超高分辨qPlus-AFM的应用相对于传统的AFM，qPlus-AFM可以很方便地与STM集成在一起，并兼容超高真空和低温环境，而且可获得原子级甚至单个化学键级的超高空间分辨率。这些优势使得qPlus-AFM获得了广泛的应用，大大促进了表面科学和低维材料研究领域的快速发展。下面我们简要介绍qPlus-AFM在高分辨结构成像、电荷态和电子的测量、原子力的测量和操纵等方面的应用和最新进展。4.1 高分辨结构成像qPlus-AFM在高分辨结构成像方面得到了最为广泛的应用。Gross等[15]通过对AFM针尖进行CO修饰，首次实现对有机分子的化学结构的直接测量(图5)，触发了一系列后续研究，包括：分子之间的氢键相互作用[24]、分子化学键键序[25]、铁原子团簇[26]、化学反应产物识别[27]等。近年来，人们通过控制有机分子前驱体的表面化学反应可以精确制备低维纳米材料，如石墨烯、石墨烯纳米带等。STM虽然被广泛用于表征其电子态，但是难以直接确定其原子结构、局域缺陷和边界构型等。qPlus-AFM对原子结构的敏感及超高的空间分辨率，可以很好地解决这些问题。例如，Gröning等[28]利用扫描隧道谱成像观测到了石墨烯纳米带末端的拓扑末端态(图7(a)右)，并通过AFM成像确定了拓扑非平庸的石墨烯纳米带的原子构型(图7(a)左)。图7 qPlus-AFM在低维材料高分辨成像中的典型应用 (a)表面合成的石墨烯纳米带的AFM图(左)和0.25 V偏压下的dI /dV 图(右)[28]，四角较亮部分指示拓扑边缘态；(b)利用磁性针尖得到的绝缘反铁磁NiO表面的AFM图像(左)及沿[100]方向相邻两个Ni原子不同自旋取向对应的高度轮廓线(右)[34]此外，qPlus-AFM开始被用于绝缘体表面原子结构的高分辨成像，如KBr[29]，CaF2[30erif font-size:14px "[51] Schirhagl R，Chang K，Loretz M et al. Annu. Rev. Phys. Chem.，2014，65：83

人类认识真理的过程就像剥洋葱，由表及里一层层递进。 反映到对化学反应过程的认识，一开始，人们通过物质的形、色等外在表象认识化学反应。正如现代化学之父拉瓦锡重复的经典“氧化汞加热”实验一样，氧化汞由红色粉末变为液态的金属汞，这个显著的变化意味着反应的发生。即使到了近现代，仪器分析手段越来越多样，我们做常用的分析手段也是通过物质外在状态的变化进行观察，或者利用各类显微镜及X射线衍射仪观察物质的结构变化。 拉瓦锡之匙拉瓦锡对化学反应中物质的质量、颜色、状态变化的观察，犹如在重重黑暗中，找到了打卡化学之门的那把钥匙。 元素周期表 到19世纪，道尔顿和阿伏加德罗的原子、分子理论确立，门捷列夫编列了元素周期表。原子、分子、元素概念的建立令化学豁然开朗 自从用原子-分子论来研究化学，化学才真正被确立为一门科学。正是随着对不同元素的各种微粒组合变化的认识发展，化学的大门终于被打开。伴随金属键、共价键、离子键、氢键等各种“键”概念的提出，人们逐渐认识到各种反应的本质是原子或分子等微粒间的力学变化。于是，对反应的观测需要微观下的力学测量工作。 作为专门利用极近距离下极小颗粒间作用力工作的原子力显微镜，此事展现了自身巨大优势。无论是直接测试不同分子间的作用力，还是利用力的测量完成表面形貌的表征，原子力显微镜以高分辨率出色地完成了任务。 对于一些生物样品，例如脂质膜，因为其是由磷脂分子构成的单层或双层结构，极其柔软，因此其表面作用力极其微弱。从测试曲线上可以看出，脂质膜对探针的力只有约1pN，但是原子力显微镜的测试曲线上可以很清晰地捕捉到这个变化。 有趣的是，人们对真理的发掘，是由表及里的。但是利用原子力显微镜对化学反应本质的发现，却是由内而外的。 原子力显微镜基本是被作为一种表面分析工具使用的。这使其只能用来观察反应前后固相表面的结构变化，或者通过固相表面的各种属性，如机械性能、电磁学性能等侧面论证反应的发生。而要真正观察到反应的过程，是要对界面层进行观测的。因为几乎所有的反应，都是发生在两相界面处的，表面只是最终反应结果的呈现。 在界面处，反应发生时，原有的原子/分子间的作用力——也就是各种“键”，因为电子的状态变化（得失或者偏移）无法维持原有的稳定性，从而导致了原子/分子的重新排列，直到形成了新的力学稳定态——也就是新的“键”形成后，反应结束。这个过程的核心就是原子/分子间的“力的变化”。 反应的本质——微粒间力的分分合合 当化学科学的车轮推进到纳米时代，当探索的前锋触摸了两相界面，当理论的深度深入到动力学的研究。原子力显微镜是否能够当此重任呢？ 能。但是需要一番蜕变。 界面处的力梯度有两个特点。一是更为集中，一般在0.3nm-1nm左右的范围内会有2-4个梯度变化；二是更为微弱，现在的原子力显微镜可以有效捕捉皮牛级的力变化，但是在表征界面时依然分辨率不足，需要的分辨率要提高1-2个数量级。 新的需求引导了新的技术蜕变。调频模式的成熟化，几乎完美应对了界面处的力梯度特点。一方面，只有几个埃的振幅可以有效对整个界面区进行表征，另一方面，检测噪音压低到20 fm/√Hz以内，保证了极高的分辨率。 岛津调频型原子力显微镜SPM-8100FM 例如对固液界面的观察。我们都知道，因为在固液界面处，因为液体分子和固体表面分子的距离不同，会形成不同的作用力，如氢键、偶极矩、色散力等。因此形成的液体分子的堆积密度会有不同。这种液体分子的分层模型，是润滑、浸润、表面张力等领域的底层原理。但是长期以来，这些理论只存在于数理模型和宏观现象解释之中，没有一个合适的直观观测工具。 界面观测之牛刀小试 岛津的SPM-8100FM的出现，将固液界面的高效表征变成了现实。上图右侧就是云母和水的界面处，水分子的分层结构，在约0.6nm的范围内，可以清楚看到3个分层。 具体到现实应用中，对表面润滑的研究很适合采用这种分析工具进行定性定量化测试。使用SPM-8100FM对润滑油中氧化铁表面上所形成的磷酸酯吸附膜进行分析。 图示为4组对照实验，分别是仅使用PAO（聚α-烯烃）和添加了不同浓度的C18AP（正磷酸油酸酯）的润滑油。 在未添加C18AP的PAO中，观察到层间距离0.66 nm的层状结构。通过这一层次可以看出，PAO分子在氧化铁膜表面上形成了平行于表面的平坦的覆层。随着C18AP浓度不断增加，从0.2 ppm到2 ppm后，层状结构开始消失，最后在20 ppm和200 ppm时完全观察不到。层状结构消失表明PAO分子定向结构被C18AP取代，在基片上形成了吸附膜。随着C18AP浓度不断增加，氧化铁基片表面逐渐被吸附膜覆盖。 对照使用摆锤式摩擦力测试仪测量获得的钢-润滑油-钢界面的摩擦系数。在添加C18AP浓度到达20 ppm后，PAO的摩擦系数大大降低。和微观界面表征的结果非常吻合。 由此可见，使用SPM-8100FM对润滑油-氧化铁界面实施滑动表面摩擦特性分析评估，可有效加快润滑油开发进度。 技术的发展推动了科学的进步，科学的发展也渴求更多的技术发展。原子力显微镜表征技术由表面向界面的延伸，一定会有力地推动对化学由表象向本质的探索。岛津将一如既往地尽其所能，提供帮助。 本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

项目编号：0613-227122244824/01项目名称：ZYCGR22011903共聚焦显微镜平台预算金额：250.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：250.0000000 万元（人民币）采购需求：序号内容数量简要要求1共聚焦显微镜平台1套 研究级全电动倒置荧光显微镜，齐焦距离为国际标准45mm：具备明场、荧光、微分干涉（DIC）等观察功能，显微镜可通过机身按钮、共聚焦软件控制 合同履行期限：合同签订后4个月内交货本项目( 不接受 )联合体投标。

原子力显微镜是一种典型的表面分析工具。利用探针和表面的作用力，获取表面形貌、机械性能、电磁学性能等信息。但是，表面的状态往往是反应过程的最终表现，想要了解反应的动力学过程，只是着眼于“表面”明显就不够了。此外，对表面状态的诱发因素，也很难从表面的信息中获得。所以，表面的是最容易观察到的，但要究其根本，知其所以然，我们的视线要向“上”看，研究“界面”处的信息。表面之上，让表面不再肤浅。以原子力显微镜最基本的“力-距离”曲线为例。如下图所示，探针逐渐靠近样品表面直至接触，施加一定的作用力后再缓慢提起。在这个过程中，探针感受到的力和探针与样品表面间的距离标化曲线如下图。在逐步接近样品时，探针会受到一个吸引力，表现为曲线向负值方向有一个凹陷；然后逐步施加力至正值，停止；然后后撤探针，在脱离表面前会受到一个粘附力，形成第二个负值方向的凹陷。比较探针压入和提出的过程，探针的受力有一个明显的变化就是在提出过程中增加了探针表面与样品表面的粘附力作用。同时还要考虑样品表面的应力形变恢复带来的应力与吸附力作用距离延长。因此，从“力-距离”曲线中，我们可以获得压入-提出过程中，探针与样品保持接触阶段作用力的变化，由此分析得到杨氏模量；除此之外，在探针与样品表面脱离接触后，其范德华引力与粘弹性力在“界面层”仍然处于变化之中。分析这个阶段的粘附力力值和作用距离等数据，可以获得弹性形变恢复、粘性样品拉伸长度等信息。以上是针对一个点的分析，如果对一个面的每一个测试点都作如此分析，也就是通常所做的面力谱分析。如下图所示。一般而言，面力谱分析获得的是各类机械性能的面分布情况。如下图所示。但是，如果每一个测量点，我们都做如上的分析，还可以得到在垂直方向上，在探针针尖已经脱离了和样品表面的接触后的受力状态。从而获得了从表面向上一段距离内的力变化曲线。这样的数据用一个三维的图像表现出来呢，会给人更直观的认识。如下图所示。通过颜色变化表征垂直分布的力值变化，可以直观看到样品表面在受到压力后压缩和恢复程度，以及粘弹力的持续距离。前者可以反映样品的力学特征，后者可以反映表面化学成分，这个特征尤其在电化学和胶体科学领域非常重要。本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

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.

1981年，量子理论打破了书本的次元壁，STM的出现使其从纯数理理论变成了真实可表征的存在。4年后，AFM在STM的基础上诞生，几乎各种固体表面的微观表征似乎一下子触手可得。然而，现实的尝试总是坎坷的。AFM诞生伊始，工作模式是以库伦斥力为主的接触模式。在这种模式下，探针针尖需要在样品表面上施加一定的压力，数值一般是在几个纳牛到几个微牛级别。这么大小的力，对于大多是固体而言，可以说是不痛不痒的，因此也可以比较顺利地获得表面形貌。 但是，如果样品比较柔软，尤其是杨氏模量硬度在几十个兆帕以内的样品，面对尖锐的针尖，即使很微弱的力，仍然会被刺穿，无法正常扫描图像。 因此，当时遇到无法正常扫描的样品，实验者首先想到的就是利用“力-距离曲线”测试样品的杨氏模量，由此判断得不到图像是样品的原因还是其他原因。 这就是AFM的另一个经常用到的测试模式，“力-距离曲线”测试。这时AFM可以看做一个微型的“纳米压痕仪”，通过尖锐的针尖压入-提起过程中的力变化曲线获得样品表面的机械性能数据。 在这个测试过程中，AFM检测系统对力的分辨率是最重要的参数，岛津通过不断优化整个检测系统，可以达到皮牛级的精确检测。 尤其是对于一些生物样品，例如脂质膜，因为其是由磷脂分子构成的单层或双层结构，极其柔软，从测试曲线上可以看出，脂质膜对探针的力只有约1pN，而且曲线很清晰。 当然，仅限于单点的测试时不能满足实验者的，最终还是要能对柔软样品进行成像。动态力模式的推出完美解决了柔软样品形貌表征的问题。 在该模式下，利用振动探针的振幅受与样品作用力的影响，可以有效检测极微小的作用力。同时，因为探针与样品接触式间断产生的，可以通过振幅反馈有效调整接触时力的大小。利用该模式，甚至表面杨氏模量在1MPa以下的样品也可以进行表面形貌表征。 例如近些年医学和保健领域的前沿研究热点外泌体和微泡。它的尺寸一般为几十个纳米，很难用光学显微镜观察；而且单层膜结构使其极为柔软，传统原子力显微镜无能为力。我们用岛津SPM对溶液（盐溶液）中的两类外泌体进行观察，因为可以精确控制接触的力，保持在一个极为微小的范围内，最终获得了真实的图像。 更进一步，将形貌表征和“力-距离曲线”测试结合起来，对每一个测试点都同时获取高度信息和机械性能信息，就可以在一次扫描中，获得表面形貌、表面杨氏模量分布、表面粘弹性分布等多幅图像。 虽然功能很强大，但是这种工作模式传统上受制于“力-距离曲线”的获取速度，一般时间都很长，往往需要几个小时才能完成一个区域扫描。一味地提高速度，会导致每个点的“力-距离曲线”抖动失真，无法保证定量测试。 为此，岛津在全产品线上标配了高速扫描器，同时优化表面物性分析软件，在表征数据真实可靠的基础上将耗时压缩到二十分钟左右，提高了工作效率。如上图所示，对高密度PE和低密度PE进行表面物性分析，扫描点阵为256*256，在21分钟内完成了测试，同时得到了表面形貌图、表面杨氏模量分布图、表面粘弹性分布图。而且每一个点的力-距离曲线均没有发生抖动变形。 经过三十年的发展，岛津SPM不断进行技术迭代，实现了对各类样品的兼容。形象一点来说，三十年练就了一副铁齿铜牙，软硬通吃，来者不拒！ 本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

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

人类探索极限的脚步从未停止。为了看得更细，看得更清。列文虎克发明了显微镜，成为人类利用工具观察世界的肇始。 从此，光学成为显微镜的支配性规律。自十七世纪到二十世纪初，光学显微镜完成了几乎所有类型的研发、设计和定型。但因为衍射极限的发现，似乎提高观察的分辨率只有改进光源这一种路径。激光的发明成为光学显微镜在分辨率上最后的努力。 十九世纪初电子的发现，以及微观粒子的波粒二象性特性的揭示，成为了电子显微镜的基础。但是电子显微镜实际上可以看做光学显微镜在量子力学下的延伸。用加速电子束替代了传统光源，用磁透镜/静电透镜代替了透明介质透镜，可是几乎所有的理论结构都与光学显微镜一致。二十世纪三十年代电子显微镜被发明至今，其分辨率极致被提高到亚纳米级别，距离原子级分辨似乎只有一步之遥。 但是自然界被物理铁律支配，这一步似乎近在咫尺，但却云崖天隔。二十一世纪的电子显微镜已经进入了和二十世纪光学显微镜同样的境地，只能在不断改进各部件的精度中一丝一毫地改进图像，但无法跨越最后的鸿沟。 量子力学成为了新一代显微镜的理论基础。1981年，隧道扫描显微镜被发明，一种全新的显微镜横空出世。它不同于光学显微镜和电子显微镜，完全摆脱了对检测介质的依赖，以微粒间的作用（电、力）为检测信号，一举突破了原子级别的分辨率。随后在1985年被发明的原子力显微镜，更是将适用对象从金属和半导体拓展到所有的固体。 这是一种全新的显微方法和工具，从二十世纪八十年代末到九十年代初，全球各主要科技强国纷纷开展了扫描探针显微镜的研发。 OUR HISTORY岛津 也正是在这个时期，岛津开始涉足该领域。1991年，基于超高真空环境的隧道扫描显微镜AIS-900面世。 相对于在大气环境下的隧道扫描显微镜，真空环境是其工作环境更为简单，图像分辨率和清晰程度都更高，工作也更稳定。 虽然真空环境带来了分辨率的提高，但是同时也限制了样品的测试和操作的便利性。为此，1993年，岛津开发了兼容多种环境的WET-901，同时可以满足对大气环境、真空环境、特殊气氛、液体环境、电化学环境等不同要求。WET-901和随后的WET-9400代表着岛津敏锐地意识到，随着原子力显微镜的不断完善，微区观测技术必然会对原位分析产生重要的影响。因此，岛津持续不断地改进环境控制舱，应对不同时期科研领域的需求。 紧接着在1995年，岛津推出了成功的SPM-9500系列。二十世纪九十年代中后期是原子力显微镜大发展的时期，各种扫描模式从实验室走向实用。从1995年2001年，岛津SPM-9500系列也历经SPM-9500、SPM-9500J、SPM-9500J2、SPM-9500J3四个型号，不断吸收新的功能模式。同时，该系列具备的自动进针和头部滑动机构也在操作性上领先于其他竞争对手，这些特点使得该系列成为了一个长寿的产品。 随后的SPM-9600（2005年）、SPM-9700（2010年）、SPM-9700HT（2016年）基本都延续了SPM-9500的基本结构，通过不断改进控制器，提高分辨率，增加新功能，改善操作性。 在这个时期，商用原子力显微镜陷入了一个发展瓶颈，功能模式固化，应用领域受限，每个厂家都在不同的方向上尝试新的突破。有的厂商开始匹配半导体工业的需求，有的则在生命科学领域进行研发。 岛津也在思考什么才是原子力显微镜的发展根本？ 不识庐山真面目，只缘身在此山中。经过大量的思考和尝试，一切回归本源——分辨率。只有分辨率才是显微镜最核心的技术指标。于是在2014年推出了调频型原子显微镜SPM-8000FM并在2017年升级为SPM-8100FM。该系列最核心的技术是调频控制探针，利用频率对作用力的分辨率和反馈速度远高于振幅的特点，实现了在大气和液体环境中原子/分子级的分辨率。 利用调频模式对作用力的高分辨检测能力，还成功地将原子力显微镜的应用从固体表面观察拓展到固液界面的水合化和溶剂化作用。这项技术有助于电池和摩擦学等领域的前沿研究。 最近的十年，随着原子力显微镜对不同应用领域的拓展，新的技术和新的需求也在不断涌现。 岛津原子力显微镜将会如何应对新变化？又会开发什么新技术呢？ 一切尽在5月18日14:00由宏入微 顺手随心岛津SPM-Nanoa原子力显微镜在线发布会敬请期待！

一、项目基本情况 项目编号：[350300]YDCG[GK]2022004 项目名称：莆田学院基础医学院激光共聚焦显微镜采购项目货物类采购项目 采购方式：公开招标 预算金额：3000000元 包1： 采购包预算金额：3000000元 采购包最高限价：2900000元 投标保证金：30000元 采购需求：（包括但不限于标的的名称、数量、简要技术需求或服务要求等）品目号品目编码及品目名称采购标的数量（单位）允许进口简要需求或要求品目预算（元）中小企业划分标准所属行业1-1A02100309-激光仪器激光共聚焦1（台）是1激光器部分1.1激光器：采用单模保偏光纤，能量动态范围 ≥10000:1；－ 固态激光器405nm：额定功率≥15mW，出光纤口功率≥5mW； － 固态激光器488nm：额定功率≥25mW，出光纤口功率≥10mW；－ 固态激光器561nm：额定功率≥25mW，出光纤口功率≥10mW； － 固态激光器640nm：额定功率≥15mW，出光纤口功率≥5mW； 1.2软件可以直接调节所有激光器开关以及强度，并具有实验中未使用自动进入关闭状态（Switch off）功能。 2扫描模块2.1扫描器与显微镜一体化，一体化像差及色差校正。所有扫描器组件都直接耦合，无光纤连接。2.2▲共聚焦针孔采用复消色差校正，适合短波长（如 405 nm）激光成像，自动对齐；调节范围0.0到＞10AU（Airy Unit）。 2.3检测器数量：荧光检测器≥3个，透射光检测器1个， 2.4荧光检测器类型： 荧光检测器全部为光谱型检测器，检测范围调节精度≤1nm；高灵敏度GaAsP检测器≥1个，QE≥45%。2.5★ 主分光镜：采用10°小角度入射技术，提供更高的激光压制效率，OD值≥6。2.6★利用可变次级二色分光镜（VSD）灵活地向所选通道内进行光谱分光，分光精度≤1.5nm。2.7▲采用X、Y独立的检流计（Galvo）双扫描镜，具有超快线扫及帧飞回技术。2.8扫描头绝对线性扫描运动，回转时间短，＞85%的帧时间（frame time）有效地用于图像采样。2.9★可以进行360°任意旋转实时扫描成像。2.10▲扫描光学变倍：最小变倍扫描系数≤ 0.45x，且变倍连续可调，调节精度0.1x。2.11最大扫描分辨率≥6000 x 6000。2.12在非共振扫描模式下，逐行扫描可同时满足以下扫描速度指标：≥8幅/秒（512x512像素）、≥60幅/秒（512x64像素）、≥220幅/秒（512x16像素）。 2.13一次实验中单次扫描可以实现三个荧光检测通道同时成像，如果一次实验设置分次扫描，分次扫描次数≥10。 2.14光谱扫描（Lambda成像）：两个检测器平行扫描完成光谱成像，扫描过程无荧光信号损失；光谱分辨率≤1.5nm；可根据结果做线性光谱拆分，去除自发荧光及荧光串扰。2.15扫描成像视场数≥20mm。2.16一个可用于明场和DIC的透射光检测通道。2.17具有实时电子组件(real-time electronics)：控制显微镜、激光器、扫描模块和其他附件；通过实时电路进行数据采集和同步管理：过量采样读取逻辑电路，用以获得最佳灵敏度；数据在实时电路与用户计算机之间通过LVDS进行交换，在采集图像的同时可进行数据在线分析。3超高分辨率部分3.1★超高分辨率检测器：采用由不少于30个GaAsP（磷酸砷化镓）-PMT组成的高灵敏度面阵列探测器， 而非常规的GaAsP或HyD系列探测器。3.2▲在确保荧光收集效率的情况下（针孔≥2.5AU），超高分辨成像可同时实现如下效果：分辨率XY方向上≤125nm，Z方向≤360nm；同时相较传统共聚焦提升4-8x灵敏度或信噪比。3.3在确保荧光收集效率的情况下（针孔≥2.5AU），超高分辨率成像速度：不低于4幅/秒（512x512像素，16位）。 3.4超高分辨率多通道成像：可以灵活选择荧光收集波段，调节精度1nm。3.5超高分辨率成像可使用激光器波段：405nm， 488nm，561nm 和640nm。3.6荧光样品制备：无需选择特定的荧光标记物，常规的激光共聚焦样品都可以进行超高分辨率成像。3.7超高分辨率成像深度：同一样品具有与共聚焦相同的超高分辨率成像深度。4显微镜主机4.1研究型全自动倒置显微镜，高效率V型光路。4.2★齐焦距离：≤45mm国际标准齐焦距离4.3▲显微镜内置电动调焦驱动马达，最小步进≤15nm。 4.4▲全电动扫描台，扫描台面积≥320mm x 140mm，行程≥130 mm x 100 mm，精度≤ 0.1 μm，最大速度≥50mm/s，具有独立的控制器及操控手柄。4.5显微镜透射光源： LED光源，寿命＞60000小时。4.6荧光附件：复消色差荧光光路，六位电动滤色镜转盘，电动光闸，含UV、B、G激发滤色镜组件和长寿命荧光光源。4.7全套微分干涉部件（DIC），有与不同数值孔径的物镜一一对应的棱镜。4.8多功能长工作距离电动聚光镜，数值孔径≥0.55。4.9目镜一对：10X，视场数≥23。 4.106孔位电动物镜转盘，具有自动识别功能。4.11★物镜：10x干镜，数值孔径≥0.45；20x干镜，数值孔径≥0.8；40x干镜，数值孔径≥0.95 ；63x油镜，数值孔径≥1.4；工作距离≥190 μm4.12通过TFT电子触控屏系统控制显微镜并显示工作状态，TFT触摸屏可以远离显微镜机身实现远程控制。4.13配有专业共聚焦显微镜系统防震装置。 5软件部分及图像工作站5.1智能化光路设置：通过选择样品的染料标记，提供3种光路配置模式，一键自动设置所有的光路。5.2REUSE功能。再次调用存储在每张图像里的所有的拍照参数来重现实验及进行精确对比。5.3多维获取图像：Z轴序列扫描、时间序列扫描、多点扫描等。5.4▲三维图像处理：3D和4D图像渲染，有四种渲染方式（阴影、表面、透明及最大强度投影）并可进行不同渲染方式的结合（如透明结合表面渲染）；可实现三维空间的距离和角度测量；自定义式的3D和4D视频制作与导出。5.5▲交互式漂白，在进行图像采集的同时（包括连续扫描和时间序列实验），通过鼠标点击对任意区域进行漂白。适用于主动光活化实验、光转化实验或者快速光漂白实验等。5.6Z轴深度补偿功能，自动补偿由于样品深度增加造成的信号衰减。5.7具有图形化的感兴趣区域荧光强度平均值分析，实时或在扫描完成后显示和计算离子浓度。5.8裁剪功能，灵活地选择扫描区域。5.9光谱扫描及拆分功能，可以去除自发荧光，及荧光串扰。5.10图像分析功能：具备直方图分析和任意线的序列测量，长度、角度、面积、强度等的测量；定量的共定位分析；可根据要求编辑测量程序，对自定义的类和子类进行图像分割、计数和面积、强度等的测量，并将结果以表格、列表和散点图/直方图形式显示；可进行批量图像分析。5.11图像与视频导入/导出：适用于所有常见的文件格式（如：JPEG, BMP, TIFF, BigTIFF, PNG, WDP, SUR, AVI, WMF, MOV, OME-TIF, ZVI）。5.12反卷积功能：提供3种反卷积方式用于图像处理，提高图像的信噪比、对比度和分辨率。5.13图像工作站一套：经共聚焦厂家验证其匹配性。5.14 硬件配置不低于以下要求： Intel？ Xeon Gold 4核处理器，主频≥3.6 GHz； ＞512 G SSD高速硬盘以及2个4TB SATA 7200 rpm硬盘，≧64GB内存，DVD刻录机，30英寸液晶显示器，分辨率不低于2560 × 1600； Windows 7 Ultimate x64操作系统。6活细胞培养系统6.1可控制温度、CO2浓度以及湿度。6.2细胞培养在独立空间内，培养皿底部可加热，上部也可同时加热；多孔板培养时顶部和底部均可被加热。6.3▲控温系统可同时控制至少4个独立的通道温度设定，温度控制范围：室温至60℃，精度≤0.1℃。6.4▲可进行CO2浓度控制，范围：0至8%，调节精度为≤0.1%，内置精度≤0.1%6.5湿度控制，加湿装置同时也可控温保湿。活细胞培养系统可完全由共聚焦软件一体化控制，并在软件及显微镜显示器上可以直接显示、调节。3000000工业 合同履行期限： 按招标文件要求 本采购包：不接受联合体投标二、申请人的资格要求： 1.满足《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定； 2.本项目的特定资格要求： 包1 (1)明细：招标文件规定的其他资格证明文件（若有） 描述：1、（强制类节能产品证明材料，若有，应在此处填写）； 2、（按照政府采购法实施条例第17条除第“（一）-（四）”款外的其他条款规定填写投标人应提交的材料，如：采购人提出特定条件的证明材料、为落实政府采购政策需满足要求的证明材料（强制类）等，若有，应在此处填写）。 ※1上述材料中若有与“具备履行合同所必需设备和专业技术能力专项证明材料”有关的规定及内容在本表b1项下填写，不在此处填写。 ※2投标人应按照招标文件第七章规定提供。 (2)明细：具备履行合同所必需设备和专业技术能力专项证明材料（若有） 描述：1、招标文件要求投标人提供“具备履行合同所必需的设备和专业技术能力专项证明材料”的，投标人应按照招标文件规定在此项下提供相应证明材料复印件。 2、投标人提供的相应证明材料复印件均应符合：内容完整、清晰、整洁，并由投标人加盖其单位公章。（如项目接受联合体投标，对联合体应提出相关资格要求；如属于特定行业项目,供应商应当具备特定行业法定准入要求。) 三、采购项目需要落实的政府采购政策 进口产品，适用于（合同包1）。节能产品，适用于（合同包1），按照财库〔2019〕19号《关于印发节能产品政府采购品目清单的通知》执行。环境标志产品，适用于（合同包1），按照财库〔2019〕18号《关于印发环境标志产品政府采购品目清单的通知》执行。信息安全产品，适用于（合同包1）。小型、微型企业，适用于（合同包1）。监狱企业，适用于（合同包1）。促进残疾人就业 ，适用于（合同包1）。信用记录，适用于（合同包1），按照下列规定执行：（1）投标人应在（填写招标文件要求的截止时点）前分别通过“信用中国”网站（www.creditchina.gov.cn）、中国政府采购网（www.ccgp.gov.cn）查询并打印相应的信用记录（以下简称：“投标人提供的查询结果”），投标人提供的查询结果应为其通过上述网站获取的信用信息查询结果原始页面的打印件（或截图）。（2）查询结果的审查：①由资格审查小组通过上述网站查询并打印投标人信用记录（以下简称：“资格审查小组的查询结果”）。②投标人提供的查询结果与资格审查小组的查询结果不一致的，以资格审查小组的查询结果为准。③因上述网站原因导致资格审查小组无法查询投标人信用记录的（资格审查小组应将通过上述网站查询投标人信用记录时的原始页面打印后随采购文件一并存档），以投标人提供的查询结果为准。④查询结果存在投标人应被拒绝参与政府采购活动相关信息的，其资格审查不合格。四、获取招标文件 时间：2022-10-18 15:10至2022-11-07 23:59:59（提供期限自本公告发布之日起不得少于5个工作日），每天上午00:00:00至11:59:59，下午12:00:00至23:59:59（北京时间，法定节假日除外) 地点：招标文件随同本项目招标公告一并发布；投标人应先在福建省政府采购网(zfcg.czt.fujian.gov.cn)免费申请账号在福建省政府采购网上公开信息系统按项目下载招标文件(请根据项目所在地，登录对应的(省本级/市级/区县)）福建省政府采购网上公开信息系统操作)，否则投标将被拒绝。 方式：在线获取 售价：免费五、提交投标文件截止时间、开标时间和地点 2022-11-08 08:30（北京时间）（自招标文件开始发出之日起至投标人提交投标文件截止之日止，不得少于20日） 地点：福建省莆田市城厢区莆田市公共资源交易中心三楼开标室六、公告期限 自本公告发布之日起5个工作日。七、其他补充事宜 /八、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：莆田学院 地 址：莆田市城厢区学园路兴安新村36号 联系方式：18450050730 2.采购代理机构信息（如有） 名 称：福建省亿达工程咨询有限公司 地　　址：三明市梅列区徐碧街道乾龙新村16幢8层 联系方式：13950740195 3.项目联系方式 项目联系人：何凤保 电　　 话：13950740195 网址：zfcg.czt.fujian.gov.cn 开户名：福建省亿达工程咨询有限公司 福建省亿达工程咨询有限公司 2022-10-18

近期凝聚态物理各个领域有了进一步深入的发展，科学家对低于100mK的低温温区的量子光学，量子光学机制以及其他测量结果产生了大兴趣。 例如，量子共振器与量子点、钻石中单个自旋或者高度整洁的光学腔的耦合效应研究；单分子质量探测到单电子自旋的磁共振力研究；利用共振荧光光谱探测单个量子点、光电导率、 Kondo激子以及对自旋冷却与核化的研究；光学探测磁共振对磁学成像的研究等各种低温实验在近期变得可能。 目前，在干式稀释制冷机内实现以上各种低温实验包括自由光路共聚焦光学研究已经成为可能。德国attocube公司一直以来保持与科学家的亲密合作关系，不断为量子光学领域提供新的实验平台来保证科学家们进行具有突破性的研究。 图1 attoAFM/CFM低温强磁场原子力/共聚焦显微镜示意图 近期，德国attocube公司与莱顿(Leiden Cryogenics)公司以及瑞士Prof. Patrick Maletinsky课题组合作推出了mK干式稀释制冷机适用低温强磁场原子力/共聚焦显微镜（参见图1）。该系统在瑞士巴塞尔持续为量子传感器以及mK成像研究提供帮助。设备采用了进样的关键设计，为快速进行样品与探针的更换提供了保证。底部进样一般需要24-28小时，而进样更换样品只需8小时。该关键设计使得低温扫描探针显微镜实验变得更加具有时间效率。 图2 attoAFM III音叉式原子力显微镜在62mK时测量20nm高度微结构形貌（左）；attoAFM/CFM原子力/共聚焦显微镜在60mK测试微结构形貌（右） 值得欣喜的是，经过在莱顿干式稀释制冷机系统内测试，attoAFM/CFM原子力/共聚焦显微镜能在低温环境下获得优良的形貌图（图2）。不仅限于莱顿干式稀释制冷机， attocube公司还在BluFors Cryogenics公司的干式稀释制冷机内进行测试并且获得良好结果（图3）。 图3 attoAFM I原子力显微镜在40mK时测量微结构形貌（左）；attoAFM/CFM原子力/共聚焦显微镜在55mK测试微结构形貌（右） attoAFM/CFM低温强磁场原子力/共聚焦显微镜具有共聚焦显微镜功能，使用的attoCFM I外置光学头坐落在样品插杆的上方。虽然样品在磁场中心并且距离光学窗口有较长距离，但是该光学头允许设备进行正常的所有共聚焦光学实验。 attoCFM I光学头具有多路光学通道，具备容易调节与长期高度稳定等特点。相关产品链接无液氦低温强磁场共聚焦显微镜 http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C159541.htm低温强磁场光探测磁共振成像系统 http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C214789.htm

2022年的春节已接近尾声，科研的小伙伴已经开始忙碌起来了，对于新学期是不是也有新的计划，发一篇sci的文章顺利毕业，脱单flag，头发多一点点，细胞养好，科研项目进展顺利，老师能给买台心仪已久的显微镜；你想知道选择什么种类的显微镜，正置还是倒置，宽场显微镜、超高分辨率显微镜、激光共焦显微镜等等，小本本备好，我们开始了。1不同成像原理，不同分辨率的显微镜如何选择显微镜作为生命科学领域研究的必须工具，其结构复杂，配置繁多，根据不同的配置和结构，相应的价格有很大的差异。那很多用户在实际采购过程中，看到长串的配置不知如何去选择，怎么用合理的价格去买到一个完全能够满足自己实验需求的显微镜呢？从今天这期推文开始，将会着重介绍选择显微镜的几个关键核心问题，目的是让用户能够在自己的预算范围内选择出符合自己实验需求的显微镜。首先要知道显微镜从开始诞生发展到现在，主要通过分辨率来划分，分为宽场显微镜、超高分辨率显微镜、激光共焦显微镜以及电镜。这一系列显微镜的分辨率从光镜的200纳米到超高与共聚焦的100多到几十纳米再到电镜的0.2纳米。并不是说显微镜的分辨率越高，就越适合我们的研究。分辨率越高，意味着其价格和操作的难度系数是逐级增长的。那我们如何去选择一个适合我们的显微镜呢？要根据老师和用户自己样品的大小去选择。2不同机型的选择我们在根据样品的大小和观察的实验需求，确定了某一类型的显微镜之后。我们需要根据实验样品去选择相对应的合适机型。显微镜的主要机型，根据其光路设计的不同，主要分为体视显微镜、正置显微镜和倒置显微镜。体视显微镜：体视显微镜，是一种具有正像立体感的显微镜，被广泛应用于材料宏观表面观察、失效分析、断口分析等工业领域。以及生物学、医学、农林、工业及海洋生物各部门。因为体视显微镜的光路设计，符合人体眼睛夹角的偏角，所以通过体视显微镜观察物体时，类似于我们眼睛的成像光路，这样会让我们看到立体的图像呈现。正是由于此设计，体视显微镜的分辨率要远低于传统的正置或倒置显微镜。体视显微镜更多的是观察小物体的宏观表象，而不是更为精细的细节。正置显微镜：正置显微镜作为最早诞生的机型它更多的是要配合玻片来对样品实现显微观察。如何来定义正置显微镜呢？显微镜物镜朝下，观察的样品在物镜的下方，这样的显微镜我们称之为正置显微镜。一般适用于的观察样品为：透明样品、薄的样片、生物切片、涂片等。但由于正置显微镜的机械设计，样品位于载物台与物镜中间。低倍物镜齐焦时，与载物台之间的距离大约为三厘米左右。像无法切割的厚样品，类似矿石、零件或者是在孔板、培养皿、培养瓶中培养的细胞，就无法在正置显微镜下进行观察，那由此人们设计了倒置显微镜。倒置显微镜：顾名思义，倒置显微镜与正置显微镜正好相反，那么定义也是相反的，物镜朝上，要观察的样品在物镜的上方，此类显微镜我们称之为倒置显微镜。我们可以看到倒置显微镜，物镜和载物台之间不再放观察的样品，样品是放于载物台的上面，所以样品的厚度就不会受到载物台与物镜之间距离的限制。因此倒置显微镜主要用于微生物、细胞、细菌、组织培养、悬浮体、沉淀物等的观察。介绍了三种不同形式的显微镜，相信我们的老师和用户对自己的样品适用于什么类型的显微镜已经有了一个大体的判断。当我们更多的去观察样品的立体结构，对细节和分辨率没有更高追求的时候，我们通常会选择体视显微镜。当我们的样品无法制成玻片或者不能放在玻片上时，我们就去选择倒置显微镜。如果能制成玻片就选择正置。为什么说能制成玻片就去选择正置呢？因为对于倒置显微镜来说，正置显微镜的高倍数观察更方便，比如60X和100X的油镜。同时，因为它的光路要比倒置更短，搭配高分辨率聚光器后分辨率更高，对比度更好。通过我们这期推文的介绍，老师对于选择哪种分辨率水平的显微镜，以及什么类型的显微镜会有一个较为清楚的了解。这些只是我们采购或选择显微镜的第一步，就是我们确定显微镜的类型。针对不同的观察样品，又会有其更为适应的观察方式，又有不同的光源，不同品质的物镜，供我们去选择。欲知后事如何，且听下回分解。｜申请试用｜ECHO 显微镜可以申请试用哦！关注“深蓝云生物科技”公众号，点击“云活动”→“试用中心”即可。

# 始于航天，行于汽车清洁度最早的历史应用于航空航天工业，也可以用符号Sa表示。60年代初美国汽车工程师（ SAE ）和美国宇航工业协会（ SAE ）开始使用统一的清洁度标准，从而全面地应用于航空和汽车行业。机电仪表产品的清洁度是一项非常重要的质量指标。清洁度表示零件或产品在清洗后在其表面上残留的污物的量。一般来说，污物的量包括种类、形状、尺寸、数量、重量等衡量指标；具体用何种指标取决于不同污物对产品质量的影响程度和清洁度控制精度的要求。（摘自：百度百科）而汽车行业中关于清洁部件的要求，最早则由罗伯特博世公司(Robert Bosch)在1996年为了提高柴油汽车发动机共轨喷射系统的生产质量而提出的，他们在生产流程中发现小喷嘴很容易被系统中残留的污染颗粒堵塞，因此提出了生产中清洁部件的质量规范，由此诞生了零部件清洁度测试标准。此后，在汽车系统中很多可靠性问题都被归因于微粒子污染，即零部件清洁度不足。（摘自网络）产品与要求一同进化随着汽车工业的的大规模发展，汽车类产品的制造技术日益复杂，为了保障汽车的行驶安全，因此需要更高水平的污染控制能力。（当然，不仅是汽车、航空航天、重型机械和电气工程行业，技术产品日益复杂，因此对生产条件和生产部件的清洁要求也日益提高。）技术设备和部件表面上残留的污物可能会导致设备性能不可靠和/或很差；在制造过程中，设备上残留的颗粒会造成停工、延误交货时间、浪费材料和能源以及退货等问题。技术清洁度检测应用包括对ABS系统、柴油喷射器、制动卡钳、液压系统、管道、PCB、互连系统和较大重型机械部件的清洁情况进行检测。清洁度检测过程技术清洁度检测是一个包含了一系列准备步骤和检测步骤的较为复杂的过程，此文将对技术清洁度的检测过程进行概括介绍。检测之前对部件的准备工作分为如下步骤：部件清洗准备阶段始于从生产线上取下一个部件样本并进行清洗（在提取步骤之前）。提取在放置于无尘室的提取柜中去除被测部件上的颗粒。可以通过冲洗、喷洗、晃动冲洗或超声波清洗的方法去除颗粒。过滤对提取液进行过滤，并在滤膜上收集提取的颗粒（过滤材料包括纤维素、聚酯、玻璃纤维和尼龙网布）。烘干并称重滤膜被烘干，并准备接受进一步分析。滤膜烘干后，会留下所有杂质，然后，使用分析天平对其称重检测过程包括以下步骤：图像采集和载物台的移动烘干的滤膜被放置在电动显微镜的载物台上，以采集检测所需的图像。颗粒的探测观察滤膜的图像，以找到表现为明亮背景中黑色区域的颗粒。粒径的测量根据不同参数对所探测到的颗粒进行测量，这些参数包括：最大卡尺直径（与颗粒投影相切的两条平行线之间的距离）和等效圆直径。粒径的分类对颗粒进行了测量之后，将颗粒分成不同的粒径级别组。两个主要粒径等级为差值（由最小和最大粒径定义）和累积（仅由最小粒径定义）。颗粒计数外推法在滤膜中定义一个区域进行扫查，并探测其中的颗粒。这些区域可以是滤膜尺寸（整个滤膜区域）、流经区域（颗粒所覆盖的滤膜区域）、最大扫查区域（检测所能扫查的最大区域），以及检查区域（由用户定义的实际扫查区域）。颗粒计数归一化由外推法获得的颗粒计数被归一为某种比较值，从而可以对多次测量获得的结果进行比较。归一化方法包括清洗区域（归一为1000平方厘米区域的颗粒计数）、清洗体积（归一为100立方厘米区域的颗粒计数）、清洗样件（归一为单一样件的颗粒计数），以及过滤流体（归一为1毫升或100毫升过滤流体的颗粒计数）。污染水平的计算这种分类水平不是由粒径决定的，而是由（大多数国际标准）所定义污染级别中的颗粒总体数量决定的。清洁度代码的定义某些标准将测量数据的表现方式简化为简要的说明。这种清洁度代码根据标准而定义，并由粒径的级别和污染水平构成。最大审核值进行核查以获得最大审核值是一个可选步骤。如果需要获得一个最大审核值，则会在检测配置中确定，也可能会确定一个颗粒绝对数量值或者一个最大清洁度代码。反光颗粒和非反光颗粒的区分金属颗粒和非金属颗粒之间的区别是通过确定颗粒是否反光而完成的（这种区分极其重要，因为金属颗粒会造成比非金属颗粒大得多的伤害）。纤维鉴别在滤膜上探测到的纤维通常与滤膜上发现的其他颗粒来自于不同的地方（例如：纤维可能来自工作服或者抹布）。因此需要根据评估清洁度所使用的标准，识别、分析或忽略纤维。结果的复核在复核结果的过程中可能会执行以下操作：删除被错认为颗粒的项目；将靠得很近并被错认为是单个大颗粒的多个颗粒分开；将靠得很近并被错认为是不同颗粒的一个颗粒的组成部分融合在一起；修正错误的颗粒标签（例如：金属或非金属）。报告的创建技术清洁度检测报告可以包括某些颗粒采集参数的说明、颗粒分类表、颗粒区域覆盖的详细信息，以及最大颗粒的图像。CIX清洁度显微镜:为技术清洁度检测而设计技术清洁度检测向检测人员提出了一系列挑战，其中包括在检测过程中核查检测结果，同时观察反光和非反光颗粒，每天检测多个样本，基于不同的标准修正并重新计算结果，以及制作合规性报告分享结果。OLYMPUS CIX系列清洁度显微镜，特别为技术清洁度检测而设计，不仅可以迎接上述挑战，而且使用方便，可以使用户在非常舒适的条件下完成检测。OLYMPUS CIX系列清洁度显微镜的高端光学部件，硬件和软件的无缝整合，以及无需维护的可靠设计，确保了图像条件的再现性，并使清洁度检测成为一项可以轻松完成的日常任务。

• James Keerfot• Vladimir V Korolkov原子力显微镜（AFM）是一种测量探针和样品之间作用力的技术，它不仅可用于测量纳米级分辨率的表面形貌，还可用于绘制和操作可使用纳米级探针处理的一系列性能。在这里，我们只谈到了最先进的AFM在层状材料研究中的一些能力。我们希望探索的第一个例子是如何使用AFM来研究垂直异质结构中的层的注册表，这会产生许多有趣的现象[1，2]。根据层间和层内的结合、晶格周期和两个重叠薄片角度的对称性和失配，可以观察到单层石墨烯（SLG）和六方氮化硼（hBN）[3]之间的莫尔图案或扭曲控制的双层二硫化钼（2L-MoS2（0°））[4]中的原子重建等特征。在图1中，我们展示了我们的FX40自动AFM如何使用导电AFM（C-AFM）和侧向力显微镜（LFM）来测量这些特征。这两种技术都源于接触模式AFM，其中悬臂由于排斥力而产生的偏转用于通过反馈回路跟踪表面形貌。LFM测量探针在垂直于悬臂梁的方向上扫描时的横向偏转，而C-AFM绘制尖端样品结处恒定电压和力下的电流图。除了传统的形貌通道外，AFM还使用这些模式，为研究垂直异质结构中层间扭曲和应变影响的研究人员提供了“莫尔测量”。图1:Park Systems的FX40自动AFM（a）用于使用LFM（c）和c-AFM（d）测量hBN和单层石墨烯（b）之间的莫尔图案。对于具有边缘扭曲角和有利的层间结合的样品，可以测量原子重建，这是石墨上平行堆叠的双层MoS2的情况（e）。与莫尔图案一样，在这种情况下，由于重建，可以使用LFM（f）和C-AFM（g）测量不同配准的区域。除了探索层状材料的形态和注册，原子力显微镜还具有一系列功能模式，可以用纳米尺度的分辨率测量诸如功函数、压电性、铁电性和纳米机械性能等性能。在图2中，我们展示了如何使用单程边带开尔文探针力显微镜（SB-KPFM）[5]来同时绘制尖端和具有不同层厚度的MoS2薄片之间的形态和接触电势差（CPD）。MoS2薄片从聚二甲基硅氧烷（PDMS）转移到Si上，在MoS2和Si之间留下截留的界面污染气泡。通过比较形貌（见图2b）和CPD（见图2c），我们看到由于MoS2层厚度和截留的界面污染物气泡的大小，CPD发生了变化。通过从地形数据中提取相对应变的估计值，该估计值基于尖端水泡相对于平坦基底的行进距离，可以直接将CPD和一系列层厚度的应变关联起来[6]。图2:KPFM是用Multi75E探针和5V的电驱动（VAC）和5kHz的频率（fAC）在硅（天然氧化物）上的MoS2上进行的（a）。对于多层MoS2薄片，同时绘制了形貌图（b）和CPD（c），揭示了由于层厚度和捕获污染物的气泡的存在而导致的CPD对比度。通过从地形图像中提取相对应变的估计值，我们绘制了各种泡罩尺寸和MoS2厚度的相关应变和CPD（d），如图图例所示。在我们的最后一个例子中，我们将研究如何使用原子力显微镜来决定性地操纵层状材料。在图3 a-c中，我们比较了90 nm SiO2/Si中2-3层（L）石墨烯薄片在使用阳极氧化切割之前（见图3b）和之后（见图3c）的横向力显微镜图像，其中尖端使用接触模式保持接触，同时施加40 kHz的10 V AC偏压[7]。除了阳极氧化，原子力显微镜还能够对层状材料进行机械改性。图3d-f中给出了一个这样的例子，其中使用Olympus AC160探针（刚度~26N/m）将聚苯乙烯上的3L-MoS2薄片缩进不同的深度。如图3f的插图所示，压痕深度（使用非接触模式监测）与压痕力密切相关。以这种方式修改局部应变已被证明可以决定性地产生表现出单光子发射的位点[8]。图3：在接触模式（a）下，通过向探针施加AC偏压，对少层石墨烯进行阳极氧化。通过比较（b）之前和（c）之后的LFM图像来证明薄片的确定性切割。也可以在聚苯乙烯上进行几层MoS2的压痕，证明了机械操作（d）。通过非接触模式AFM监测的压痕深度显示，压痕力范围高达~7.2µN。总之，我们已经展示了AFM如何能够提供比表面形貌多得多的信息，并且可以执行的一套功能测量和样品操作过程为关联测量提供了新的机会。易于使用的功能以及使用最佳探针自动重新配置硬件进行功能测量的能力，使Park的FX40特别适合此类调查。References[1] R. Ribeiro-Palau et al. Science 361, 6403, 690 (2018).[2]Y. Cao et al. Nature 556, 80 (2018).[3] C. Woods et al. Nature Phys. 10, 451 (2014).[4]A. Weston et al. Nat. Nanotechnol. 15, 592 (2020).[5] A. Axt et al. Beilstein J. Nanotechnol. 9, 1809–1819 (2018)[6] E. Alexeev et al. ACS Nano 14, 9, 11110 (2020)[7] H. Li et al. Nano Lett., 18, 12, 8011 (2018)[8] M. R. Rosenberger et al. ACS Nano, 13, 1, 904–912 (2019)原文：Atomic force microscopy for layered materials，Wiley Analytical Science作者简介• 詹姆斯基尔福（James Keerfot）Park Systems UK Ltd, MediCity Nottingham, Nottingham, UK.弗拉基米尔科罗尔科夫（Vladimir V. Korolkov）Park Systems UK Ltd., MediCity Nottingham, UK.弗拉基米尔于2008年获得莫斯科大学化学博士学位。随后，他进入海德堡大学，专攻薄膜的X射线光电子能谱学，随后在诺丁汉大学任职，在那里他发现了自己对扫描探针显微镜（SPM）的热情，并成为SPM技术的坚定拥护者，以揭示纳米级的结构和性能。他率先使用标准悬臂的更高本征模来常规实现分辨率，而以前人们认为分辨率仅限于STM和UHV-STM。弗拉基米尔目前发表了40多篇科学论文，其中包括几篇在《自然》杂志上发表的论文。尽管截至2018年，他的专业知识为SPM技术的产业发展做出了贡献，但他的工作仍在激励和影响该领域的学术冒险。

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[公开]北京积水潭医院新龙泽院区开办费医疗设备采购项目-招标公告 北京市-西城区 状态：公告 更新时间： 2022-09-29 招标文件: 附件1 附件2 [公开]北京积水潭医院新龙泽院区开办费医疗设备采购项目-招标公告 2022-09-29 项目概况 北京积水潭医院新龙泽院区开办费医疗设备采购项目 招标项目的潜在投标人应在北京市政府采购电子交易平台获取招标文件，并于2022-10-20 09:30（北京时间）前递交投标文件。 一、项目基本情况 项目编号：11000022210200006633-XM004 项目名称：北京积水潭医院新龙泽院区开办费医疗设备采购项目 预算金额：4366.35 万元（人民币） 采购需求： 包号 品目号 标的名称 采购包预算金额（万元） 数量（台/套） 简要技术需求或服务要求 1 1-1 数字化医用X射线摄影系统（DR） 200 1 最大载重≥200kg等 2 2-1 X线电子计算机断层扫描装置（CT） 400 1 自动螺旋：具备等 3 3-1 智能微剂量X射线骨龄仪 110 1 观察窗具备铅玻璃防护等 3-2 跟骨超声骨密度仪 30 1 具备病人趋势报告图等 3-3 手术器械 120 1批 直角钳≥18cm等 3-4 2.5倍放大镜 2.3 1 放大倍数：≥2.5等 3-5 生物安全型高温高压灭菌器 10 2 具有废弃物灭菌模式等 3-6 气溶胶喷雾器 0.2 1 粒子直径：≤60μm等 3-7 可移动紫外灯车 0.3 6 净重≤6Kg等 3-8 电子血压计 0.6 3 测量位置：上臂等 3-9 空气消毒机 8 10 额定风量≥600m3/h等 3-10 手持脉搏血氧饱和度测定仪 0.4 2 自动关机时间可调节等 3-11 心电图机 3 1 中文输入，可输入患者姓名或医生名等 3-12 生物安全柜1 8 2 照明：≥1000lx等 3-13 生物安全柜2 12 2 照明：≥1000lx等 3-14 生物安全柜3 10 2 照明：≥1000lx等 3-15 红光治疗仪 3 2 预热时间≤5min等3-16 超低温冰箱 16 2 容积：≥600L等 3-17 医用冰箱1 3.75 5 玻璃门：双层钢化玻璃等 3-18 医用冰箱2 16.2 9 柜内照明： LED照明灯等 3-19 单通道移液器 1.2 8 双控旋钮，可单手操作等 3-20 八通道移液器 3.2 4 可整支高温高压灭菌等 3-21 迷你离心机 0.8 4 净重：≤1.5kg等 3-22 单人净化工作台 0.6 1 紫外灯功率：≥18W等 3-23 储血冰箱 32 4 外部材料：喷涂钢板等 3-24 医用低温保存箱 3 4 环境温度：10℃-32℃等 3-25 倒置摄影显微镜 9.5 1 照明装置： LED光源等 3-26 生物显微镜 3 2 物镜转盘：≥4孔等 3-27 便携式足底压力测量器 15 1 传感点数：≥2200个等 4 4-1 床旁移动式彩超 80 1 整机重量≤6.5kg（含电池）等 5 5-1 便携式彩色多普勒超声诊断仪1 50 2 重量≤5Kg（含电池）等 6 6-1 便携式彩色多普勒超声诊断仪2 50 2 中文操作界面等 7 7-1 普通输液泵 4.9 14 整机重量≤1.5kg，主机自带提手等 7-2 普通注射泵 0.35 1 预置输液总量范围：0.1-9999mL等 7-3 输液监护管理系统 72 6 注射精度：±2%以内等 7-4 中央监护站 6 1 系统报警声音可关闭等 7-5 高档呼吸机 301 气动电控呼吸机等 7-6 呼吸机 140 7 潮气量：20ml—4000ml等 7-7 无创呼吸机 60 4 电池电量低报警等 7-8 麻醉机 182 7 环境湿度：15 -95%等 7-9 多参数麻醉监护仪 140 7 支持扩展独立显示屏等 8 8-1 体腔热灌注治疗系统 90 1 水箱容量≥5L等 8-2 无创心排监护仪 35 1 无创血压测试周期可设置等 8-3 心理测评系统 30 1 具备神志病中医古籍检索功能等 8-4 心理评估系统 30 1 具备断点继续功能等 9 9-1 射频消融治疗仪 50 1 脉冲射频设定温度范围：30-95℃等 9-2 医用臭氧治疗仪 50 2 历史记录≥1000条等 9-3 血液透析机 75 5 监测方法：超声波等 10 10-1 血管内断层成像系统 100 1 功率≤25mW等 10-2 超声骨动力系统 160 1 可自动记录手术时间等 10-3 核酸快检设备 60 2 主机净重：≤5kg等 11 11-1 骨科手术机械臂系统 170 2 调节臂调节角度：≥360°等 12 12-1 心电图机 24 2 分析频率：≥1000Hz等 13 13-1 高频电刀 70 7 单极电凝：≥120W等 13-2 氩气刀 30 1 双极切割最大功率: ≥100W等 14 14-1 移动式C型臂 225 3 具备一体化刹车系等15 15-1 腕关节镜手术牵引吊塔 30 2 上臂上下牵引调节范围：≥13.5cm等 15-2 关节镜系统 115 1 图像信噪比：≥60dB等 16 16-1 电动监护床 105 7 整床安全工作承重≥250Kg等 17 17-1 自动核酸提取仪 28 1 运行噪音：≤65dBA等 18 18-1 耳鼻喉综合治疗台1 70 2 水平方向调节范围：≥360°等 18-2 耳鼻喉综合治疗台2 18 2 水平方向调节范围：≥360°等 18-3 微创血流动力学检测仪 40 1 趋势图显示周期：0.5－24h等 18-4 彩色超声诊断仪 360 2 高分辨率局部图像放大功能等 19 19-1 鼻炎雾化器 1.8 2 雾粒直径小于5um的百分比：≥50%等19-2 压缩雾化吸入机 1.8 9 平均雾粒 20-8 直接眼底镜 1 5 具备防尘盖等 20-9 间接眼底镜 6.8 2 光源： LED光源等 20-10 全自动电脑验光仪 10 1 操作方式：操纵杆等 20-11 瞳距仪 0.25 1 光源：LED光源等 20-12 镜片箱 0.58 1 准确度等级：≤0.01D等 20-13 房角镜 1.9 2 镜高≤20mm等 20-14 视像移位三棱镜 0.68 1 用于小儿眼科临床的常规检查等 20-15 眼球凸出计 0.9 1 测量外眶缘和角膜的顶点等 20-16 HESS屏 2.5 1 测量外眶缘和角膜的顶点等 20-17 立体测试图 5 2 测试距离：3m等 20-18 超声波清洗器 0.28 1 超声功率：≥240W等 20-19 线状镜 0.4 1 用于检查双眼功能状态等 20-20 睑缘清洁治疗仪 1.6 2 具备刷头锁紧功能等 20-21 生物显微镜（螨虫工作站） 6 1 具备防霉技术等 20-22 试镜架 0.4 2 镜片在镜框内围绕光轴旋转度数： 360°等 20-23 遮盖板 0.2 2 适用于各种类型的斜视患者等 20-24 视标 0.72 2 适用范围：18个月—8岁儿童等 20-25 隐斜计 0.36 2 可检查人眼的隐斜视和隐斜的三棱镜度数等 20-26 非接触式眼压计 11 1 具备操作手柄等 21 21-1 骨科牵引手术床 184 2 最大承重量：≥360公斤等21-2 手术室专用不锈钢器具 36 1 四脚配有橡胶防滑保护套等 21-3 不锈钢台车 3.3 33 整体304不锈钢材质，板材厚度≥0.7mm等 21-4 不锈钢微截流车 1 2 整体采用304不锈钢材质等 21-5 检查床 0.5 5 床脚配有橡胶套等 21-6 危化品柜 0.5 2 柜体具有反光标签等 21-7 抢救车 0.6 2 车体：采用铝合金型材等 21-8 治疗车 0.4 2 侧板、背板采用铝塑板拼装等 21-9 输液车 0.4 2 车体：铝合金专业型材等 21-10 污物车 0.2 2 整体由不锈钢管及不锈钢板经焊接组装而成等 21-11 全不锈钢操作台 20.3 7 表面处理：氩弧焊接，无漏焊、假焊等21-12 透析用病床 4 5 整体最大承重≥200kg等 合同履行期限：详见第五章《采购需求》中各包技术要求 本项目不接受联合体投标。 二、申请人的资格要求： 1.满足《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定； 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： 投标产品属于医疗器械的，投标人如为代理商，投标人应具有合法的医疗器械经营资格；投标人如为制造商，使用自身生产的产品投标时，投标人应具有合法的医疗器械生产资格。 三、获取招标文件 时间：2022-09-29 至 2022-10-11 ，每天上午09:00至11:30，下午13:30至16:00（北京时间，法定节假日除外） 地点：北京市政府采购电子交易平台 方式： 供应商持CA数字认证证书登录北京市政府采购电子交易平台（http://zbcg-bjzc.zhongcy.com/bjczj-portal-site/index.html#/home）获取电子版招标文件。并在中国通用招标网（http://cgci.china-tender.com.cn/）进行免费注册报名。 售价：￥0 元，本公告包含的招标文件售价总和 四、提交投标文件截止时间、开标时间和地点 2022-10-20 09:30（北京时间） 地点：北京市海淀区闵庄路42号蓝海智谷会议中心一层蓝海厅 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.本项目需要落实的政府采购政策： （1） 鼓励节能、环保政策：依据《财政部发展改革委生态环境部市场监管总局关于调整优化节能产品、环境标志产品政府采购执行机制的通知（财库（2019）9号）》执行。 （2） 扶持中小企业政策：本项目评审时小型和微型企业产品享受10%的价格折扣。监狱企业视同小型、微型企业。残疾人福利性单位视同小型、微型企业。不重复享受政策。 （3） 本项目采购标的接受进口产品情况：本项目是否接受进口产品见第五章《采购需求》。 2.申请人的资格要求补充： （1） 被“信用中国”网站（www.creditchina.gov.cn）列入失信被执行人和重大税收违法案件当事人名单的、被“中国政府采购网”网站（www.ccgp.gov.cn）列入政府采购严重违法失信行为记录名单（处罚期限尚未届满的）的供应商，不得参与本项目的政府采购活动。 （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，不得参加同一包的投标或者未划分包的同一招标项目的投标。 1)本条所指单位负责人为同一人指单位法定代表人或者法律、行政法规规定代表单位行使职权的主要负责人。 2)本条所指控股关系指单位或股东的控股关系。控股股东指: a.出资额占有限责任公司资本总额百分之五十以上或者其持有的股份占股份有限公司股本总额百分之五十以上的股东； b.出资额或者持有股份的比例不足百分之五十，但其出资额或者持有的股份所享有的表决权已足以对股东会、股东大会的决议产生重大影响的股东。 3)本条所指管理关系指不具有出资持股关系的其他单位之间存在的管理与被管理关系。 注：本条所指的控股、管理关系仅限于直接控股、直接管理关系，不包括间接控股或管理关系。 （3） 为本采购项目提供过整体设计、规范编制或者项目管理、监理、检测等服务的供应商及其附属机构，不得再参加本采购项目的投标活动。（4） 按照招标公告要求购买了招标文件。 （5） 符合法律、行政法规规定的其他要求。 3.本项目采用电子化与线下流程结合招标方式，请供应商认真学习北京市政府采购电子交易平台发布的相关操作手册，办理CA认证证书、进行北京市政府采购电子交易平台注册绑定，并认真核实数字认证证书情况确认是否符合本项目电子化采购流程要求。 CA认证证书服务热线 010-58511086 技术支持服务热线 010-86483801 3.1办理CA认证证书 供应商登录北京市政府采购电子交易平台查阅 “用户指南”—“操作指南”—“市场主体CA办理操作流程指引”，按照程序要求办理。 3.2注册 供应商登录北京市政府采购电子交易平台“用户指南”—“操作指南”—“市场主体注册入库操作流程指引”进行自助注册绑定。 3.3驱动、客户端下载 供应商登录北京市政府采购电子交易平台“用户指南”—“工具下载”—“招标采购系统文件驱动安装包”下载相关驱动。 供应商登录北京市政府采购电子交易平台“用户指南”—“工具下载”—“投标文件编制工具”下载相关客户端。 3.4 获取电子招标文件 供应商持CA数字认证证书登录北京市政府采购电子交易平台获取电子招标文件。未在规定期限内通过北京市政府采购电子交易平台获取招标文件的投标无效。 3.5编制电子投标文件（本项目不适用） 供应商应使用电子投标客户端编制电子投标文件并进行线上投标，供应商电子投标文件需要加密并加盖电子签章，如无法按照要求在电子投标文件中加盖电子签章和加密，请及时通过技术支持服务热线联系技术人员。 3.6提交电子投标文件（本项目不适用） 供应商应于投标截止时间前在北京市政府采购电子交易平台提交电子投标文件，上传电子投标文件过程中请保持与互联网的连接畅通。 3.7电子开标（本项目不适用） 供应商在开标地点使用CA认证证书登录北京市政府采购电子交易平台进行电子开标。 七、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：北京积水潭医院 地址：北京市西城区新街口东街31号 联系方式：张老师,010-58516897 2.采购代理机构信息 名 称：中技国际招标有限公司 地 址：北京市丰台区西三环中路90号通用技术大厦1101A室 联系方式：张伯涵、孙薇，010－63348683 3.项目联系方式 项目联系人：张伯涵、孙薇 电 话： 010－63348683 招标公告.docx 采购需求.docx × 扫码打开掌上仪信通App 查看联系方式 $('.clickModel').click(function () { $('.modelDiv').show() }) $('.closeModel').click(function () { $('.modelDiv').hide() }) 基本信息 关键内容：高压灭菌器,生物显微镜,过氧化氢灭菌,生物安全柜,超净工作台,离心机,核酸提取仪,超声波清洗器,超低温冰箱,大分子作用仪 开标时间：2022-10-20 09:30 预算金额：4366.35万元 采购单位：北京积水潭医院 采购联系人：点击查看 采购联系方式：点击查看 招标代理机构：中技国际招标有限公司 代理联系人：点击查看 代理联系方式：点击查看 详细信息 [公开]北京积水潭医院新龙泽院区开办费医疗设备采购项目-招标公告 北京市-西城区 状态：公告 更新时间： 2022-09-29 招标文件: 附件1 附件2 [公开]北京积水潭医院新龙泽院区开办费医疗设备采购项目-招标公告 2022-09-29 项目概况 北京积水潭医院新龙泽院区开办费医疗设备采购项目 招标项目的潜在投标人应在北京市政府采购电子交易平台获取招标文件，并于2022-10-20 09:30（北京时间）前递交投标文件。 一、项目基本情况 项目编号：11000022210200006633-XM004 项目名称：北京积水潭医院新龙泽院区开办费医疗设备采购项目 预算金额：4366.35 万元（人民币） 采购需求： 包号 品目号 标的名称 采购包预算金额（万元） 数量（台/套） 简要技术需求或服务要求 1 1-1 数字化医用X射线摄影系统（DR） 200 1 最大载重≥200kg等 2 2-1 X线电子计算机断层扫描装置（CT） 400 1 自动螺旋：具备等 3 3-1 智能微剂量X射线骨龄仪 110 1 观察窗具备铅玻璃防护等 3-2 跟骨超声骨密度仪 30 1 具备病人趋势报告图等 3-3 手术器械 120 1批 直角钳≥18cm等 3-4 2.5倍放大镜 2.3 1 放大倍数：≥2.5等 3-5 生物安全型高温高压灭菌器 10 2 具有废弃物灭菌模式等 3-6 气溶胶喷雾器 0.2 1 粒子直径：≤60μm等 3-7 可移动紫外灯车 0.3 6 净重≤6Kg等 3-8 电子血压计 0.6 3 测量位置：上臂等 3-9 空气消毒机 8 10 额定风量≥600m3/h等 3-10 手持脉搏血氧饱和度测定仪 0.4 2 自动关机时间可调节等 3-11 心电图机 3 1 中文输入，可输入患者姓名或医生名等 3-12 生物安全柜1 8 2 照明：≥1000lx等 3-13 生物安全柜2 12 2 照明：≥1000lx等 3-14 生物安全柜3 10 2 照明：≥1000lx等 3-15 红光治疗仪 3 2 预热时间≤5min等 3-16 超低温冰箱 16 2 容积：≥600L等 3-17 医用冰箱1 3.75 5 玻璃门：双层钢化玻璃等 3-18 医用冰箱2 16.2 9 柜内照明： LED照明灯等 3-19 单通道移液器 1.2 8 双控旋钮，可单手操作等 3-20 八通道移液器 3.2 4 可整支高温高压灭菌等 3-21 迷你离心机 0.8 4 净重：≤1.5kg等 3-22 单人净化工作台 0.6 1 紫外灯功率：≥18W等 3-23 储血冰箱 32 4 外部材料：喷涂钢板等 3-24 医用低温保存箱 3 4 环境温度：10℃-32℃等 3-25 倒置摄影显微镜 9.5 1 照明装置： LED光源等 3-26 生物显微镜 3 2 物镜转盘：≥4孔等 3-27 便携式足底压力测量器 15 1 传感点数：≥2200个等 4 4-1 床旁移动式彩超 80 1 整机重量≤6.5kg（含电池）等 5 5-1 便携式彩色多普勒超声诊断仪1 50 2 重量≤5Kg（含电池）等 6 6-1 便携式彩色多普勒超声诊断仪2 50 2 中文操作界面等 7 7-1 普通输液泵 4.9 14 整机重量≤1.5kg，主机自带提手等 7-2 普通注射泵 0.35 1 预置输液总量范围：0.1-9999mL等 7-3 输液监护管理系统 72 6 注射精度：±2%以内等 7-4 中央监护站 6 1 系统报警声音可关闭等 7-5 高档呼吸机 30 1 气动电控呼吸机等 7-6 呼吸机 140 7 潮气量：20ml—4000ml等 7-7 无创呼吸机 60 4 电池电量低报警等 7-8 麻醉机 182 7 环境湿度：15 -95%等7-9 多参数麻醉监护仪 140 7 支持扩展独立显示屏等 8 8-1 体腔热灌注治疗系统 90 1 水箱容量≥5L等 8-2 无创心排监护仪 35 1 无创血压测试周期可设置等 8-3 心理测评系统 30 1 具备神志病中医古籍检索功能等 8-4 心理评估系统 30 1 具备断点继续功能等 9 9-1 射频消融治疗仪 50 1 脉冲射频设定温度范围：30-95℃等 9-2 医用臭氧治疗仪 50 2 历史记录≥1000条等 9-3 血液透析机 75 5 监测方法：超声波等 10 10-1 血管内断层成像系统 100 1 功率≤25mW等 10-2 超声骨动力系统 160 1 可自动记录手术时间等

北京时间11月11日消息，据国外媒体报道，英国作家、动物学家汤姆杰克逊在他的新书《微小怪物》(Micro Monsters)中公布了一组显微照片，集中展现了电子显微镜下的奇妙世界。 　　它们或许看上去就像是某部恐怖电影中的可怕怪物，但这些微小的生物就藏在我们家里、衣服上，甚至是身体上。汤姆杰克逊的新书《微小怪物》收录了80种世界上最恐怖的昆虫和其他微小动物的三维照片。他用时三个月整理令读者感兴趣的照片，为写这本书准备素材。　 　　彩色扫描电子显微照片，展现了家居尘垢皮屑中的一只尘螨。 　　一只正在产卵的绿丽蝇。 　　一只褐色蚂蚁正在咬一片草叶。　 　　一条蛆的头部。　　 　　树叶上的一只蠼螋。 　　一只欧洲大黄蜂。 　　一只盲蜘蛛。　 　　两只水熊虫。 　　利用当今最先进的技术，科学家给这些小小的生物镀上一层金，用液氮进行冷冻。接着，通过扫描电子显微镜向拍摄主体发射电子束，使这些结果中展现令人不可思议的细节。在这些照片中，无脊椎动物甚至看上去就像拥有表情一样，比如微笑着的沙蚕，头部的触须好像脸上长出的尖刺，花园中常见的面容乖巧的瓢虫，看上去正在残忍地将植物根茎中的蚜虫撕成碎片。 　　一只土鳖虫。 　　一只谷象鼻虫。 　　一只厩螯蝇。 　　一只果蝇。 　　其他值得注意的照片还包括卷曲的彩色沙虫，准备觅食的钩虫露出的光秃秃的尖牙，虱子悉心照料人发丝上的卵，以及果蝇的特写镜头。汤姆今年38岁，来自布里斯托尔。他说：“我希望将所有最可怕、最凶残的微小生物照片都收录在新书中。这本书展现了存在于孩子身边、家中、公园中和院子里的一切东西。其中，既有像蠕虫和蜘蛛这样我们熟悉的东西，也有像寄生虫和尘螨这样我们不太熟悉的东西。关键在于，它们都与这些奇特的照片有关，让我们能以全新的视角看待它们。” 　　两只兽疥螨，一大一小。 　　一只人头虱和一枚卵。 　　一只可传播黄热病的蚊子。 　　一只白蚁。 　　一只舌蝇。 　　杰克逊编著过80多部适于成年人和儿童阅读的书籍，而新书《微小怪物》则让他有机会去展示发生在我们身边的事情，而这些事情是我们肉眼所无法看到的。他说：“当前最先进的科学都发生在这一层面，但这类工作常常因更大的项目而变得黯然失色。一旦你近距离观察，你可以看到正在发生的故事。” 　　据悉，扫描电子显微镜被用于向拍摄主体(这次是昆虫和其他微小生物)发射电子束。电子相比光波波长更短，所以，使用电子显微镜可以捕捉到更小的物体。杰克逊说：“这项技术的不同之处在于，我们是以三维形式进行扫描，可以令它们看上去栩栩如生。我们给它们镀上了一层金，并用液氮进行冷冻以记录这些照片。” 　　一只正在吃树叶的蚜虫。 　　一只蓝丽蝇。 　　一只黄粪蝇 　　一只长角甲虫。　 　　一只食蚜蝇 　　“最令我满意的照片是昆虫们的近照，清晰地展现了它们的眼睛、下颚甚至是头部的毛发。我曾将这本书拿给我儿子尼德看，他晚上确实没有做噩梦，相反，他还十分喜欢。尼德尤其喜欢令人厌恶的蠕虫。写完一本书，看到辛勤付出有所回报，始终有一种让人轻松的感觉。”《微小怪物》不久将由Amber Book出版社在英国发行。

原子力显微镜（AFM）是一种表面表征方法。AFM中的关键元件是一个锋利的探针尖端，连接在力传感换能器上。在测量产生的相互作用力的同时，尖端相对于样品进行扫描。作为样品位置函数的映射原则上允许对表面结构进行成像。此外，还可以获得许多其他相互作用，如局部化学力和静电力。此外，将不同刺激整合到AFM测量中的能力（例如，温度依赖性、紫外线照射等）使得能够研究不同的实验效果。按时间顺序，AFM操作可分为两种：静态（也称为接触）和动态模式。接触操作模式依赖于探针的直接偏转测量。通过了解力传感换能器（即悬臂）的弹簧常数，可以直接恢复力。因此，接触模式易于操作，结果直观。然而，局部程度是由尖端和样品之间建立的接触面积定义的，该接触面积可以多达数百纳米正方形。此外，还有机械不稳定性，其中吸引的尖端-样品相互作用克服了悬臂的刚度，也称为跳跃接触。引入了动态操作模式来解决接触模式的局限性。动态操作模式的基本思想依赖于对悬臂的谐波振荡的解调，以控制尖端-样本分离。调幅（AM）是最广泛使用的动态操作模式之一。AM基于振荡的解调以恒定的激励信号驱动悬臂时，激励信号和振荡信号之间的相位差、振幅和/或相位差。仅涉及一个控制回路来控制AM-AFM中恒定激励信号的尖端-样本分离。因此，AM-AFM的使用相对简单。尽管AM-AFM易于实现，但它在机械上受到限制，特别是在真空条件下。更具体地说，振荡幅度的稳定时间与悬臂的质量因子成比例。因此，由于在真空条件下缺乏粘性阻尼，AM调制的使用是不可行的。此外，超出现有AFM硬件能力的机械不稳定性和振幅变化阻碍了传统AM-AFM在真空条件下的使用。AM-AFM的替代品是调频原子力显微镜（FM-AFM），它基于尖端-样品相互作用下悬臂共振频率的解调。FM-AFM消除了AM-AFM的限制；然而，它需要一个相对复杂的控制架构，因为激励信号由于尖端-样本相互作用而变化。FM-AFM通常在真空条件下使用，因为信噪比随着高质量因子的提高而提高；然而，它也可以在环境下甚至在液体环境中使用。FM-AFM能够以高分辨率测量尖端-样本相互作用力，即作用力为皮牛顿，距离为皮米。此外，随着原子工程尖端的最新进展，有可能评估不同原子侧的直接化学表征。除了FM-AFM的精确力和距离控制外，FM-AFM还利用其时间分辨测量的潜力覆盖了AM-AFM，其中尖端-样本相互作用力是作为时间的函数测量的。然而，已经从理论上证明并通过实验验证了基于FM的测量的时间分辨率不受机械限制。在这里，科研人员展示了具有新的硬件和软件集成的商业原子力显微镜系统的定制。尽管最初的设置，VEECO的EnviroScope扫描探针显微镜（SPM）带有NanoScope®IIIa控制器，具有用户友好的功能（例如，易于访问样品和尖端以及样品和/或尖端的温度控制），但它只能进行接触模式和基于AM AFM的形貌测量，并具有原始的力谱能力。我们实现了一个锁相环、一个高压放大器和一个新的显微镜控制器，用于FM-AFM的自动测量。我们用环境条件下的实验来说明我们的定制。更具体地说，我们进行了FM-AFM形貌实验、接触电势差测量、基于FM AFM的力谱测量、时间分辨原子力显微镜测量和跨台阶边缘的二维力谱测量。尽管每个商业系统都有自己的特点（例如，驱动步进电机进行粗略处理，访问所有数据信号以及高压信号的能力，以及用于样本定位的摄像头连接），但许多（商业）系统也可以进行类似的升级/定制。因此，我们相信我们的方法将对其他扫描探针显微镜有用。

人的肉眼分辨本领在0.1毫米左右，我们是怎么一步步地看见细菌、病毒，乃至蛋白质结构的呢？这背后离不开这群“强迫症”。采访专家：张德添（军事医学科学院国家生物医学分析中心教授）“我非常惊奇地看到水中有许多极小的活体微生物，它们如此漂亮而动人，有的如长矛穿水而过，有的像陀螺原地打转，还有的灵巧地徘徊前进，成群结队。你简直可以将它们想象成一群飞行的蚊虫。”1675年，一名荷兰代尔夫特市政厅的小公务员给英国皇家学会写了这样一封信，向学会的会员们描述自己用自制的显微镜观察到的奇妙景象。作为给当时欧洲最富盛名的学术组织寄去的一封学术讨论信件，这名公务员并没有进行大篇幅严谨却枯燥的科学论证，而是用朴实的语言，在字里行间留下了自己发现新事物时那种孩童般的惊奇与喜悦。这位当时默默无闻的小公务员，正是大名鼎鼎的微生物学和显微镜学先驱者—安东尼范列文虎克。在50年的时间里，列文虎克用制作的显微镜观察到了细菌、肌纤维和精细胞等微观生物，并先后给英国皇家学会寄去了300多封信件来讨论他的新发现。正是在列文虎克的不懈坚持下，人类观察世界的眼睛终于来到了微生物层面。初代显微镜：拨开微生物世界的迷雾列文虎克能发现色彩斑斓的微生物世界，主要得益于他在透镜制作方面的天赋。他一生中制作了多达400多台显微镜，与今日我们熟知的显微镜存在很大不同，列文虎克的显微镜绝大多数属于单透镜显微镜，仅由一个小黄铜板构成，使用时需要仰身将这个铜板面向阳光进行观察。列文虎克凭借他的一系列惊人发现迅速成为当时科学界的“网红级”人物。然而真正奠定显微镜学理论基础的，则是同时期的英国科学家罗伯特胡克。在列文虎克还在钻研透镜制作技艺时的1665年，在英国皇家学会负责科学试验的胡克，就制作了一台显微镜，与列文虎克使用的单透镜显微镜不同，这是一台复式显微镜，其工作原理和外形已经很接近现代的光学显微镜了。胡克用这台显微镜观察一片软木薄片，发现了密密麻麻的格子状结构，酷似当时僧侣居住的单人房间，因此胡克就用英语中单人间一词“cell”来命名这种结构，而这个单词在当代被翻译为“细胞”。不久，胡克写就了《显微图谱》一书，将这一重要观察成果写入书中。胡克的研究成果很快引起了列文虎克的注意，他曾研究过胡克的显微镜，但最后还是使用了自制的单透镜显微镜来进行观察。原因就在于胡克显微镜存在严重的色差问题。所谓色差，就是在光线经过透镜时，不同颜色的光因折射率不同，会聚焦于不同的点上，使得样品的成像被一层色彩光斑所包围，严重影响清晰度。列文虎克提出的解决方案也很简单，就是在透镜研磨的精细程度上下功夫，将单透镜制成小玻璃珠，并将之嵌入黄铜板的细孔内，这样在放大倍数不低于胡克显微镜的基础上，最大程度避免色差对成像的干扰。但代价是，由于观察时是需要对着阳光，对观测者的眼睛伤害很大。除了色差，早期显微镜还存在着球面像差问题，即光线在经过透镜折射时，接近中心与靠近边缘的光线不能将影像聚集在一点上，使得成像模糊不清。自显微镜诞生之日起，色差和球面像差就成为“与生俱来的顽疾”，一直制约着人们向微观世界进军的步伐。直到19世纪，光学显微技术才在工业革命的助力下完成了一次实质性蜕变，从而在根本上解决了这两个难题。挑战色差与球面像差：逐渐清晰的微观视角首先是1830年，一个名为李斯特的英国业余显微镜学爱好者首先向球面像差发起挑战，他创造性地用几个特定间距的透镜组，成功减小了球面像差影响。此后，改进显微镜的主阵地很快转移到了德国，其中1846年成立的蔡司光学工厂，更是在此后一个世纪里成为领头羊。1857年蔡司工厂研制出第一台现代复式显微镜，并成功打入市场。不过在研制和生产过程中，蔡司也深受色差之苦：当时通行的增加透镜数量的做法，虽能提升显微镜的放大倍数，却仍无法消除色差对成像清晰度的干扰。1872年，德国耶拿大学的恩斯特阿贝教授提出了完善的显微镜学理论，详细说明了光学显微镜的成像原理、数值孔径等科学问题。蔡司也迅速邀请阿贝教授加盟，并研制出一批划时代的光学部件，其中就包括复消色差透镜，一举消除了色差的影响。在阿贝教授的技术加持下，蔡司工厂的显微镜成为同类产品中的佼佼者，很快成为欧美各大实验室的抢手货，并奠定了现代光学显微镜的基本形态。不久，蔡司又拉来了著名化学家奥托肖特入伙，将其研制的具有全新光学特性的锂玻璃应用在自家产品上。1884年，蔡司更是联合阿贝与肖特，成立了“耶拿玻璃厂”，专为显微镜生产专业透镜。显微镜技术的突飞猛进也让各种现代生物学理论不断完善，透过高分辨率的透镜，微观世界中各种复杂的结构逐步以具象的形式呈现在人类眼前。由于微观层面的生物结构大多是无色透明的，为了让他们在镜头下变得清晰可见，当时的科学家普遍将生物样品染色，以此提高对比度方便观察。这一方法最大的局限在于，染料本身的毒性往往会破坏微生物的组织结构，这一时期染剂落后的材质，也无法实现对某些特定组织的染色。直到1935年荷兰学者泽尼克发现了相衬原理，并将之成功应有于显微镜上。这种相衬显微技术，利用光线穿过透明物体产生的极细微的相位差来成像，使得显微镜能够清晰地观察到无色透明的生物样品。泽尼克本人则凭借此次发现斩获了1953年的诺贝尔物理学奖。军事医学科学院国家生物医学分析中心教授，长期致力于电子显微镜领域研究的张德添向记者介绍道：“人的肉眼分辨本领在0.1毫米左右，而光学显微镜的分辨本领可以达到0.2微米（1毫米=1000微米）的水平，能够看到细菌和细胞。但由于光具有波动性，衍射现象限制了光学显微镜分辨本领的进一步提高。”二战结束后，随着各种新理论新技术的不断应用，光学显微镜得到了长足进步，但也是在这一时期，光学显微镜的潜力已经被发掘到了极限。为蔡司工厂乃至整个显微镜学立下汗马功劳的阿贝教授就提出了“分辨率极限理论”，认为普通光学显微镜的分辨率极限是0.2微米，再小的物体就无能为力了—这一理论又被称为“阿贝极限”，这就好像一层屏障将人类的探索目光阻隔在更深度的微观世界大门之前，迫使科学家们另寻他途。电子显微镜：另辟蹊径，重新发现既然可见光存在这样的短板，那么能否利用其他波长较短的光束来实现分辨率的突破呢？张德添进一步介绍道：“1924年后，人们从物质领域内找到了波长更短的媒质—电子，从而发明了电子显微镜，其分辨本领达到了0.1纳米的水平。”1931年，德国科学家克诺尔和他的学生鲁斯卡在一台高压示波器上加装了一个放电电子源和三个电子透镜，制成了世界首台电子显微镜，就此为人类探索微观世界开拓了一条全新的思路。电子显微镜完全不受阿贝极限的桎梏，在分辨率上要远远超越当时的光学显微镜。鲁斯卡在次年对电子显微镜进行了改进，分辨率一举达到纳米级别（1微米=1000纳米）。在这个观测深度，人类终于亲眼看到了比细菌还要小的微生物—病毒。1938年，鲁斯卡用电子显微镜看到了烟草花叶病毒的真身，而此时距离病毒被证实存在已经过去了40年时间。对于电子显微镜技术的发明，张德添这样评价道：“电子显微镜是人们认识超微观世界的钥匙和工具，它解决了光学显微镜受自然光波长限制的问题，将人们对世界的认识从细胞水平提高到了分子水平。” 从肉眼只能观察到的毫米尺度，到光学显微镜能够达到的微米尺度，再到电子显微镜能进一步下探到纳米尺度，显微成像技术正在迅速突破人类对微观世界的认知极限。不过电子显微镜本身的缺憾也愈加明显。由于电子加速只能在真空条件下实现，在真空环境之下，生物样品往往要经过脱水与干燥，这意味着电子显微镜根本无法观测到活体状态下的生物样品，此外电子束本身又容易破坏样品表面的生物分子结构，这就导致样品本身会丢失很多关键信息。这一顽疾在此后又困扰了科学家多年。直到1981年，IBM苏黎世实验室的两位研究员宾尼希与罗雷尔，用一种当时看起来颇有些“离经叛道”的方法，首先解决了电子束损害样品结构的问题。他们利用量子物理学中的“隧道效应”，制作了一台扫描隧道显微镜。与传统的光学和电子显微镜不同，这种显微镜连镜头都没有。在工作时，用一根探针接近样品，并在两者之间施加电压，当探针距离样品只有纳米级时就会产生隧道效应—电子从这细微的缝隙中穿过，形成微弱的电流，这股电流会随着探针与样品距离的变化而变化，通过测量电流的变化人们就能间接得到样品的大致形状。由于全程没有电子束参与，扫描隧道显微镜从根本上避免了加速电子对生物样品表面的破坏。扫描隧道显微镜在今天也被称为“原子力显微镜”，“在微米甚至纳米水平，动态观察生物样品表面形貌结构的变化规律，原子力显微镜是有其独特优势的”，张德添向记者解释说，“如果条件允许，还可以检测生物大分子间相互作用力的大小，为结构与功能关系研究提供便利。”1986年，宾尼希和罗雷尔凭借扫描隧道显微镜，获得当年的诺贝尔物理学奖，有趣的是，与他们一起分享荣誉的，还有当初发明电子显微镜的鲁斯卡，当时的他已是耄耋老人，而他的恩师克诺尔也早已作古。新老两代电子显微镜技术的里程碑人物同台领奖，成为当时物理学界的一段佳话。老树新芽：突破“阿贝极限”的光学显微镜电子显微镜在问世之后的几十年间，极大拓展了人类对生物、化学、材料和物理等领域认知疆界。而无论是鲁斯卡，还是宾尼希和罗雷尔，他们所作的贡献不仅让自己享誉世界，还助力其他领域的学者登上荣誉之巅。比如英国化学家艾伦克鲁格凭借对核酸与蛋白复杂体系的研究获得1982年度诺贝尔化学奖，而他的科研成果正式依靠高分辨电子显微镜技术和X光衍射分析技术而取得的。在克鲁格获奖的当年，以色列化学家达尼埃尔谢赫特曼更是使用一台电子显微镜，发现了准晶体的存在，并独享了2011年的诺贝尔化学奖。目前，电子显微镜已经成为金属、半导体和超导体领域研究的主力军。但在生物和医学领域，电子显微镜本身对生物样品的损害，依旧是难以逾越的技术难题。于是不少科学家开始从两条路径上寻求解决之道：一条是研发冷冻电镜技术，这种技术并不改变电子显微镜整体的工作模式，而是从生物样品本身入手，对其进行超低温冷冻处理。这样状态下，即使处在真空环境中，样品也能保持原有的形态特征与生物活性。“由于观测温度低，生物样品也处于含水状态，分子也处于天然状态，样品对辐射的耐受能力得以提高。我们可以将样品冻结在不同状态，观测分子结构的变化。”张德添向记者解释道。瑞士物理学家雅克杜波切特、美国生物学家乔基姆弗兰克和英国生物学家理查德亨德森凭借这项技术分享了2017年度诺贝尔化学奖。新冠疫情暴发后，冷冻电镜技术又为人类研究和抗击疫情做出了突出贡献。2020年，西湖大学周强实验室就利用这种技术，首次成功解析了此次新冠病毒的受体—ACE2的全长结构，让人类对新冠病毒的认识向前迈出了关键性一步。另一条路径是从传统的光学显微镜入手。在电子显微镜的黄金时代，不少科学家就开始着手研制超高分辨率光学显微镜，甚至开始尝试突破一直以来困扰光学显微镜的“阿贝极限”，而“荧光技术”就成为实现这一切的关键。早在19世纪中叶，科学家们就发现：某些物质在吸收波长较短而能量较高的光线（比如紫外光）时，能将光源转化为波长较长的可见光。这种现象后来被定义为“荧光现象”。荧光现象在自然界是普遍存在的，这一现象背后的原理也在20世纪迅速被应用在光学显微镜上。1911年，德国科学家首次研制出荧光显微镜装置，用荧光色素对样品进行荧光染色处理，并以紫外光激发样品的荧光物质发光，但成像效果不佳，而且把荧光物质当作染色剂，和早期的染色剂一样，本身的毒性会伤害活体样品。直到1974年，日本科学家下村修发现了绿色荧光蛋白，其毒性远弱于以往的荧光物质，是对活体标本进行荧光标记的理想材料——这一发现成为日后科学家突破“阿贝极限”的有力武器。时间来到1989年，供职于美国IBM研究中心的科学家莫尔纳首次进行了单分子荧光检测，使得光学显微镜的检测尺度精确到纳米量级成为可能。随后在莫尔纳的基础上，美国科学家贝齐格开发出一套新的显微成像方法：控制样品内的荧光分子，让少量分子发光，借此确定分子中心和每个分子的位置，通过多次观察呈现出纳米尺度的图像。通过这种方法，贝齐格轻而易举地突破了光学显微镜的阿贝极限。几乎在同时，德国科学家斯特凡赫尔在一次光学研究中突发奇想：根据荧光现象原理，如果用镭射光激发样品内的荧光物质发光，同时用另一束镭射光消除样品体内较大物体的荧光，这样就只剩下纳米尺度的分子发射荧光并被探测到，不就能在理论上得到分辨率大于0.2微米的微观成像了吗？他随即开始了试验，并制成了一台全新显微镜，将光学显微镜分辨率下探到了0.1微米的水平。困扰光学显微技术百年的阿贝极限难题，就这样历经几代科学家的呕心沥血，终于在本世纪初被成功攻克。莫尔纳、贝齐格和赫尔三位科学家更是凭借“超分辨率荧光显微技术”分享了2014年度的诺贝尔化学奖。时至今日，在探索微观世界的征途上，光学显微镜和电子显微镜互有长短、相得益彰。当然在实际应用中，科学家越来越依赖于将多种显微成像技术结合使用。比如今年5月，英国弗朗西斯克里克研究所就依托钙化成像技术、体积电子显微技术等多种显微成像技术，成功获得了人类大脑神经网络亚细胞图谱。在未来，多种显微成像技术相结合，各施所长，将进一步完善我们在生物、医学、化学和材料等领域的知识结构，把这个包罗万象的奇妙世界更完整地呈现在我们眼前。

在切除恶性脑肿瘤时，医生既不想留下任何癌细胞，又要保护健康脑组织，将对神经的伤害尽可能降到最低。然而一旦打开了病人颅骨，就没时间在笨重的显微镜下对组织样本进行病理分析。据美国华盛顿大学最新消息，该校工程师与斯坦福大学纪念斯隆凯特琳癌症中心、巴罗神经学研究所合作，开发出一种手持式微型显微镜，让医生在手术时也能看到细胞水平，帮他们决定该在哪里果断下刀，在哪里刀下留情。 新的手持显微镜比钢笔略大一点，用了一种叫做“双轴共焦显微技术”的新方法，能更清晰地“看透”不透明组织，捕获组织表层以下半毫米的细节。研究人员之一、华盛顿大学机械工程副教授乔纳森刘说：“要看到组织表面以下，就像开着灯在浓雾中驾驶，无法看得太远。但我们用的（显微镜）就像雾光灯，从不同的角度照亮并减少炫光，能在浓雾中看得更远。” 要让显微镜更小，通常要牺牲图像质量或分辨率、视域、深度、对比度、处理速度等性能。研究人员结合了快速高质量图像的处理传输技术，实现了各种图像指标的平衡。他们发表在《生物医学光学快报》上的论文称，微型显微镜的分辨率足以看到亚细胞水平，其拍摄的小鼠组织图像能和在临床病理实验室经过多天处理后的图像媲美。 乔纳森刘表示，手术中要知道切除的究竟是不是肿瘤，外科医生只能用眼睛看，凭借触觉和术前脑成像，有时会相当主观。如果能在手术过程中放大组织，看到细胞水平，有助于他们精确区分肿瘤和正常组织，会让手术效果更好。 研究人员希望将微型显微镜作为一种临床癌症筛查工具，他们将在2017年对其进行测试，然后在2到4年里将其用于手术或其他临床程序。 上图为了造出手持双轴共焦显微镜，研究人员将原来的桌面显微镜原型缩小成约钢笔大小。

首先介绍一下医用光学显微镜，它在很多的校园里用于教学科学研究，它的结构非常的匀称，显微镜的即体非常的稳定和刚性，整体上下是一体化结构，在电压方面，可以自我适应110伏特-220伏特的电压，无限远无应力物镜，提供像质更好，它能够提供给使用者非常清晰非常美观的微观世界。而且它的偏光载物台是专业的金属设置，转动、操作舒适，可以任意旋转，使用是非常方便的。　　显微镜的光学系统主要包括物镜、目镜、反光镜和聚光器四个部件。广义的说也包括照明光源、滤光器、盖玻片和载玻片等。　　（一）、物镜　　物镜是决定显微镜性能的zui重要部件，安装在物镜转换器上，接近被观察的物体，故叫做物镜或接物镜。　　1、物镜的分类　　物镜根据使用条件的不同可分为干燥物镜和浸液物镜；其中浸液物镜又可分为水浸物镜和油浸物镜（常用放大倍数为90—100倍）。　　根据放大倍数的不同可分为 低倍物镜（10倍以下）、中倍物镜（20倍左右）高倍物镜（40—65倍）。　　根据像差矫正情况，分为消色差物镜（常用，能矫正光谱中两种色光的色差的物镜）和复色差物镜（能矫正光谱中三种色光的色差的物镜，价格贵，使用少）。（所谓象差是指所成的像与原物在形状上的差别；色差是指所成的像与原物在颜色上的差别）　　（消除色差（当不同波长的光线通过透镜的时候，它们折射的方向略有不同，这导致了成像质量的下降）　　2、物镜的主要参数：　　物镜主要参数包括：放大倍数、数值孔径和工作距离。　　①、放大倍数是指眼睛看到像的大小与对应标本大小的比值。它指的是长度的比值而不是面积的比值。例：放大倍数为100×，指的是长度是1μm的标本，放大后像的长度是100μm，要是以面积计算，则放大了10,000倍。　　显微镜的总放大倍数等于物镜和目镜放大倍数的乘积。　　②、数值孔径也叫镜口率，简写N• A 或A，是物镜和聚光器的主要参数，与显微镜的分辨力成正比。干燥物镜的数值孔径为0.05-0.95，油浸物镜（香柏油）的数值孔径为1.25。　　③、工作距离是指当所观察的标本zui清楚时物镜的前端透镜下面到标本的盖玻片上面的距离。物镜的工作距离与物镜的焦距有关，物镜的焦距越长，放大倍数越低，其工作距离越长。例：10倍物镜上标有10/0.25和160/0.17，其中10为物镜的放大倍数；0.25为数值孔径；160为镜筒长度（单位mm）；0.17为盖玻片的标准厚度（单位 mm）。10倍物镜有效工作距离为6.5mm，40倍物镜有效工作距离为0.48mm 。　　3、物镜的作用是将标本作*次放大，它是决定显微镜性能的zui重要的部件——分辨力的高低。　　分辨力也叫分辨率或分辨本领。分辨力的大小是用分辨距离（所能分辨开的两个物点间的zui小距离）的数值来表示的。在明视距离（25cm）之处，正常人眼所能看清相距0.073mm的两个物点，这个0.073mm的数值，即为正常人眼的分辨距离。显微镜的分辨距离越小，即表示它的分辨力越高，也就是表示它的性能越好。　　显微镜的分辨力的大小由物镜的分辨力来决定的，而物镜的分辨力又是由它的数值孔径和照明光线的波长决定的。　　那么医用光学显微镜到底在哪些领域有所应用呢？适合电子、地质、矿产、冶金、化工和仪器仪表等行业，在这些行业领域中，用于观察透明、半透明或不透明的物资,例如金属陶瓷、集成块、印刷电路板、液晶板、薄膜、纤维、镀涂层以及其它非鑫属材料，除此之外，也适合医药、农林、*、学校、科研部门作观察分析用。透反射式矿相显微镜不仅能实时观察动态图像，还能将所需要的图片进行编辑、保存和打印。透反射式矿相显微镜广泛应用于生物学、细胞学、组织学、药物化学等研究工作。如果医用光学显微镜物象不在视野中心，可移动玻片，将所要观察的部位调到视野范围内。（注意移动玻片的方向与视野物象移动的方向是相反的）。如果视野内的亮度不合适，可通过调整光圈的大小来调节，如果在调节焦距时，镜台下降已超过工作距离（5.40mm）而未见到物象，说明此次操作失败，则应重新操作，切不可心急而盲目地上升镜台。

YH-MIP-0103型显微镜不溶性微粒检测仪检测介绍药典规定：按照中国药典0903章节的要求，不溶性微粒的检测有两个方法，光阻法不溶性微粒检查和显微镜不溶性微粒检查。随着光阻法收录入药典作为不溶性微粒检查的一个方法以来，由于其操作简单，检测速度快，无需制样等优点深受广大用户的喜爱，也便成了用户偏爱和较高一种的检查方法。而显微镜法不溶性微粒慢慢淡出人们视野。随着药学的发展，尤其是制剂学的飞速进步，各式新的剂型进入临床，如注射用乳剂，常见的有丙泊酚、中长链脂肪乳、三腔袋脂肪乳等，脂质体，混悬剂，滴眼剂，混悬剂，易产生气泡剂型等。此种注射剂剂型的特殊性，无法利用常用的光阻法检测不溶性微粒，因为其样品本身的不透明性、高粘度等原因，使得采用光阻法检测会产生假性结果，因为光阻法会将样品本身和气泡也作为颗粒计入。中国药典CP中规定所有的注射剂都要做不溶性微粒项目检查，故而显微镜法不溶性微粒检查设备是非常重要的选择。常规显微镜不溶性检查的缺陷常规显微镜不溶性微粒检查大家会采用一台简单显微镜，人工进行计数。此种操作的难点是：无法避免人为的原因导致计数的偏差，主观性太强；最重要的是人为计数对实验员眼睛的要求较高，用眼过度会造成视力过早下降，引起一些不必要的眼疾；操作不规范性，测试结果重复性差YH-MIP-0103系列显微镜不溶性微粒检测仪上海胤煌科技有限公司自主研发生产的全自动显微镜不溶性微粒检测仪YH-MIP-0103系列，从样品制备到测试完成有一套完整的方案。1）直接按照药典要求出具报告；2）全自动进行滤膜全扫描，并进行颗粒图片分析；3）可以区分颗粒性质，鉴别不溶性微粒的来源，是金属还是纤维；4）按照颗粒性质进行归类分析统计；5）光阻法检测不通过时，作为光阻法不溶性微粒的一个验证；显微镜不溶性微粒检测仪设备构成样品过滤装置，烘干装置，检测分析系统，电脑等。检测分析系统可以根据用户要求配置奥林巴斯体式显微镜、奥利巴斯金相显微镜、徕卡金相显微镜、尼康金相显微镜等。显微镜不溶性微粒检测仪应用领域应用范围：乳剂、脂质体、滴眼剂、混悬剂、易产生气泡剂型、粘度大制剂等执行标准：中国药典CP，美国药典USP 788、USP 789，欧洲药典 EP，英国药典 BP2013，日本药典JP等YH-MIP-0103系统介绍：组成：显微镜颗粒分析系统既可以观察颗粒形貌，还可以得到粒度分布、数量、大小、平均长径比以及长径比分布等，为科研、生产领域增添了一种新的粒度测试手段；该系统包括光学显微镜、数字CCD 摄像头、图像处理与分析软件、电脑、打印机等部分组成；是传统显微测量方法与现代图像处理技术结合的产品；软件：测试软件具有操作员管理系统、测试标准、零件测试模板、图像存储、颗粒追踪、报告输出、清洁度分析等功能；全面自动标准选择、颗粒尺寸设定、颗粒计数，或按用户设定范围计数，自动显示分析结果，并按照相关标准确定产品等级；专业软件控制分析过程，手动对焦，手动光强，自动扫描，自动摄入，自动分析；专用数字摄像机将显微镜的图像拍摄及扫描；全自动膜片扫描系统，无缝拼接， 数字化显微镜分析系统；数据传输：R232 接口数据传输方式将颗粒图像传输到分析系统； 颗粒图像分析软件及平台对图像进行处理与分析；显示器及打印机输出分析结果；特点：直观、形象、准确、测试范围宽以及自动识别、自动统计、自动标定等特点； 避免激光法的产品缺陷，扩展检测范围；YH-MIP-0103系统介绍：胤煌科技为您奉献的专门高性价比实验室显微镜。可以轻松地根据需要进行明场、暗场、相衬、荧光、偏光等多种观察；还可以连接照相机、数码摄像头，与电脑联机工作。1）物镜:独立校正光学系统，物镜拥有更高的数值孔径，成像更加平坦，清晰范围可达视场边缘。5X、10X、20X、30X、40X、50X、80X、100X 等可根据要求选配、经过防霉处理；2）目镜:高眼点，屈光度可调。10X 目镜视场范围有 20mm 和 22mm 两种配置。经过防霉处理；3）阿贝聚光镜:数值孔径 NA1.25，中心可调，带相衬板插孔，配孔径光阑调节装置，聚光镜孔径光阑采用与物镜色圈相同颜色的标记，方便您的使用；4）暗场聚光镜：专门用于暗场观察，安装方便；5）偏光装置：加配起偏器和验片器，您便可以轻松进行简易偏光观察；6）多功能转盘式相衬聚光镜:数值孔径 NA1.25，配置多功能相衬聚光镜，您可以配合 10X-100X 相衬物镜进行相衬观察，配合 10X-40X 物镜进行暗场观察，也可以明场观察；7）内倾式转换器：方便您放置切片，变换物镜进行观察；8）机械载物台:平台尺寸大于 100*100mm，可容纳 2*50mm 快切片，配切片定位夹；X/Y 方向移动范围大于 50*50mm。低位同轴移动手轮；9）无导轨机械载物台:平台尺寸大于 100*100mm，可容纳 2*50mm 快切片，配切片定位夹；X/Y 方向移动范围大于 50*50mm，低位同轴移动手轮，调节手轮可以根据您的用手习惯任意安装在载物台的左手或右手一侧；10）电动载物台:平台行程：大于 80*70mm；行程：2000μm；定位精度：≤±5μm；典型分辨率： 单步 0.625μm；11）观察筒:双目或三目铰链式观察筒；三目分光比 20/80，可以轻松与数码摄像头或照相机连接工作；视场较高可配置到 22mm；有 48-75mm和 52-75mm 两种不同的双目瞳孔,调节距分别适用于亚洲和欧美人士使用，您可以根据自己双目距离作出灵活的选择；12）粗微动手轮高度可调:根据您手形的大小，粗微动手轮高度可调，为您的手臂带来轻松和舒适；13）照明系统:6V/20W、6V/30W 卤素灯或者 LED 多种光源可供选择。抽屉式的灯座设计让您只需简单地拔出、插入便可方便地更换灯泡；14）高效率的独立散热系统:即使在 6V/30W 卤素灯 48 小时不间断照明的环境下，机身也不会烫手，完全解决了长期困扰研究人员的机身发烫问题；15）增高器：果您体型高大，可选配增高器，保证您观察时的坐姿更加舒适；16）搬运把手：保证您移动显微镜时轻松安全；YH-MINP-0103产品配置 显微镜不溶性微粒检测仪技术参数测试范围: 1 μm - 500 μm放大倍数：40X-l000X 倍比较大分辨：0.1 μm显微镜误差：0.02（不包含样品制备因素造成的误差）重复性误差： 93%软件运行环境：Windows 2000、Windows XP接口方式：RS232 或 USB 方式供货期：30 个工作日精 确 度：95%（按中国药典 2010 版校准）YH-MIP-0103分析过程： YH-MIP-0103系统介绍：美国药典 USP 788、USP 789、USP35-NF30、USP32-NF27；欧洲药典 EP6.0、EP7.0、EP7.8、EP8.0；英国药典 BP2013、BP2012、2010、2009；日本药典 JP16、JP15、JP14；印度药典 IP2010 版；WHO 国际药典 IntPh 第四版；中国药典 2010 年、2015 年；GB8368 输液器具；ISO21510；ISO11171 等。GB/T 11446.9-2013 电子级水中微粒的仪器测试方法。可根据客户要求，植入相应“光阻法颗粒度”测试和评判标准。 创新点：显微镜不溶性微粒检测仪 全自动进行滤膜全扫描，并进行颗粒图片分析，可以区分颗粒性质，鉴别不溶性微粒的来源，是金属还是纤维按照颗粒性质进行归类分析统计，检测分析系统可按客户要求配置奥林巴斯体式显微镜、奥林巴斯金相显微镜等 显微镜不溶性微粒检测仪

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。

从古至今，人类一直在追寻更高更远的真相，从远洋航行到太空探索，人们不断征服一个个宏伟的目标，但是人们肉眼所见的宏观世界不是世界的全部，还有人眼无法看清的微观世界，它同样也吸引着无数人去探索和追寻。无论宏观还是微观事物，我们的观测都是基于三维空间的属性，即XYZ三维，而对事物形态变化的观察则需要再引入一个衡量因素--时间T，因此对事物观察的最完备方式一定是XYZT的同时记录，即形态+时间的长时间摄影，这也是显微镜的终极功能。经过三百多年的发展，现代显微镜提出分辨率、景深、视野等概念，并不断提出解决方案，显微镜已经初步满足我们对微观世界观察的需求，帮助我们记录下微观世界的空间和时间。微观世界观察最重要的是细节的分辨，分辨率的概念便由此诞生，分辨率是指人眼可以区分的两个点之间的最小距离，只在XY维度有效，根据瑞利判据，Rayleigh Criterion，正常人能分辨的极限是明视距离25cm处0.2mm的两个点，当我们使用显微镜后，我们可以看清更小距离的两个点，这便提升了我们观察的分辨率。随着现代研究的不断深入，人们对分辨率的要求也在不断提高，而科学家们也在不断的提升显微镜的分辨率，如电子显微镜将分辨率提升至纳米级别，实现了对病毒的观察，超高显微成像技术，将显微镜的分辨率从200纳米提升到几十纳米，实现了对活细胞细胞器的观察。分辨率的提升也带来了新的问题，即视野和景深的减小，当用普通中央照明法（使光线均匀地透过标本的明视照明法）时，显微镜的分辨距离为d=0.61λ/NA，可见光波长范围为400—700nm，取其平均波长550nm，波长是固定常量，因此，增大NA数值，即可得到更小的D值，也就是可以分辨的两点之间的距离更小，可以让人眼看清楚更小的物体。NA值即数值孔径，描述了透镜收光锥角的大小，NA = n * sinα，即透镜与被检物体之间介质的折射率（n）和孔径角（2α）半数的正弦之乘积。n为物镜与样本之间介质的光折射率，当显微镜物方介质为空气时，折射率n = 1 , 采用折射率高于空气的介质，可以显著提高NA值，水浸介质是蒸馏水，折射率为1.33；油浸物镜介质是香柏油或其它透明油，其折射率一般在1.52左右，接近透镜和载玻片的折射率，因此，油镜的NA值高于空气镜。孔径角又称“镜口角”，是透镜光轴上的物体点与物镜前透镜的有效直径所形成的角度，增大镜口角，可以提高正弦值，其实际上限约为72度（正弦值为0.95），乘以香柏油折射率1.52，可以得出最大NA值为1.45左右，代入分辨率计算公式，可以得出常规显微镜极限XY平面分辨率为0.2um左右。NA值还会直接影响显微镜的视野亮度（B）。由公式B∝N.A.2/ M2 我们可以推出，亮度随数值孔径（N.A.）的增大或者物镜倍率（M）的降低而增加。从理论上来说，我们应该追求尽可能高的NA值，以获得更好的XY平面分辨率和视野亮度。然而凡事都有两面性，XY平面分辨率的提升，会带来Z轴景深和观察视野的减小。显微镜一般都是垂直向下取景的，通过视场直径内观察到的物体表面凸起的位置与凹下的位置都能够看的很清楚时，那么凸点与凹点之间的高度差就是景深了，对于显微镜来说景深越大越好，景深越大在观察高低不平整的物体表面时，能够得到更好更立体的清晰度画面，大景深有助于我们对微观世界进行垂直方向形态的观察，也就是XYZ三维形态中的Z轴信息。景深就是象平面上清晰的象所对应物平面的前后空间的深度：dtot=(λ*n)/NA + n/(M∗NA) * e，dtot：景深，NA ：数值孔径，M ：总放大率，λ：光波波长, （通常λ=0.55um），n: 试样与物镜之间介质的折射率（空气: n=1、油: n=1.52）根据这个公式，我们可以知道，Z轴景深与XY平面NA值成反比。除了景深外，视野也受到NA值的影响，通过仪器固定注视一点时所能看见的空间范围即视野，它的计算与物镜的放大倍数直接相关，观察所看到的实际视野直径等于视场直径除以物镜的放大倍数，目镜会表明对应视场数，如10/18，即放大倍数10倍，视场直径18mm，因此当目镜确定后，放大倍数越大则观察的视野越小。XY平面分辨率是对局部细节的解析，而视野则决定了我们对样本的观察范围，视野必然是越大越好，但受限于当前的技术，我们必须采用高倍物镜，才可以得到良好的NA值，因此,视野和NA值有间接的负相关系。当我们需要观察的样本大于我们的视野时，每次观察只能看到一个局部，为了解决这个问题，拼图技术便应运而生。通过在XY方向移动样本，连续拍下不同位置的图像，最后拼接在一起，就可以得到一张全视野的图像。▲镜下局部视野▲拼接后全视野▲手动拼接▲自动拼接(图源：Echo显微镜)拼接分为手动和自动两种，手动拼图成本低廉，但是对人员的操作水平，经验要求很高，如上图，操作人员稍有不慎，就会出现图片接缝问题，同时手动拼图速度慢，不适合大批量，高通量样本处理，比如医院病理科日均上百病理切片观察，手动拼图方式无法满足要求。自动拼图的核心部件是全自动载物台，结合软件，可自动实现全自动，大范围全视野拍摄，结合自动Z轴对焦补偿，即可得到全视野的清晰图像。Echo Revolution 全自动荧光显微镜Echo Revolution全自动荧光显微镜，将XYZ三轴全部实现电动化，从而实现自动完成多图拼接的大视野高分辨率成像，而电动化的Z轴可以帮助用户实现自动聚焦、自动定焦和Z-Stacking 多层扫描大景深成像。Echo Revolution全自动荧光显微镜还添加了延时摄影功能，可以帮助用户实现长时间观察和时间回溯，使用户可以进行更全面的观察实验。

布鲁克纳米表面仪器部于本周在广州举办了用户培训并取得了良好的反响。来自武汉轻工大学、深圳大学、广州能源研究所、中国科学技术大学、中南大学、福建工程学院、华侨大学、贵州大学多所院校的原子力显微镜用户参加了此次培训。布鲁克技术专家孙昊博士，技术工程师殷豪博士、陈孝敏博士作为本次培训老师分别从理论和上机操作上给客户做了详细的讲解。 应广大用户需求，2017年我们将继续优化我们的培训课程安排，让更多的用户能近距离的跟布鲁克应用专家们做技术交流，对原子力显微镜的使用操作和应用进展有更深入的了解。 感谢所有用户对布鲁克纳米表面仪器部的关注和支持！理论培训课程上机操作培训培训学员合照

小伙伴们，我又来了~本期给大家带来显微镜物镜的知识。啥是物镜，我想地球人都知道~物镜是显微镜的灵魂所在，物镜是影响清晰度的最重要部件，先来了解下物镜的重要参数。在选择物镜时需要考虑以下几个问题：1、需要多大的放大倍数？● 物镜可以根据其放大倍率分为三大类。其中包括：低倍物镜(2x、4x/5x和10x)，中倍物镜(20x、40x)和高倍物镜(60x/63x、100x)。除了物镜的放大倍率不同外，物镜使用的介质也不同。例如，对于高倍镜头(60x和100x)，经常使用浸油来获得高分辨率。放大倍率较低的镜头则采用空气作为介质。2、选择哪种观察方式？● 显微物镜有很多类型，应用场景也各有不同，根据观察方式的不同，也有不同种类。一般在物镜的外壳上会标注物镜的观察方式。● BF：明场；DF：暗场；PH：相差；PO：偏光；DIC：微分干涉；FL：荧光观察(蓝、绿、紫等)；UVFL：紫外荧光观察。3、如何选择一个成像效果好的物镜？● ①要选择有平场矫正功能的物镜，即标有Plan。 ②主要根据色差校正的能力来判断成像效果：消色差物镜（Achromatic）：仅能校正红蓝光的色差。半复消色差物镜（FL）：能校正红绿蓝三色光的色差。全复消色差物镜（Apo）：能对红绿蓝三色光的色差校正两次，同时能校正红、蓝两色光的球差。● 看透明切片可选择平场消色差物镜（Ach）。看荧光可选择半复消色差物镜（FL），而且有长工作距离可选，既可以看玻片也可以看培养皿。若需要更好的成像效果可选择全复消色差物镜（Apo），但Apo物镜没有长工作距离的，只适用于看玻片，不适合看培养皿或培养瓶等厚的样品。4、对分辨率的要求是什么？● 显微镜的分辨率是能分辨两点间的最小距离，能分辨的距离越小分辨率越高。数值孔径（NA值）与分辨率成正比，NA = n * sin α。与放大率成正比，与景深成反比。同样的放大倍数下，NA值越高越好。在工作距离都满足的情况下选择NA值高的物镜。5、需要多长的工作距离（WD）● 根据工作距离的不同，可以分为：①普通工作距离物镜：工作距离小，可以观察切片，但不能观察培养皿。②长工作距离物镜：用于倒置显微镜，可以满足组织、悬浮液等材料的镜检。6、所使用的玻片或培养板的厚度是多少？● 在标注物镜的光学类型的后面（∞/0）(210/0)，也就是斜杠后面这个数字代表的是适用玻片厚度，（∞/0.17）(210/0.17)，适用玻片厚度就是0.17毫米。如果用了不合适的盖玻片，则会出现很明显的球差（不同角度的光线没有会聚在同一高度）从而降低成像的对比度和分辨率。NA值越高的物镜对盖玻片厚度越敏感，所以要选择正规的盖玻片。有些高NA值的物镜以及长工作距离的物镜有可调的盖玻片厚度调节环可以对不同厚度的玻璃进行矫正，可用于培养皿的观察，观察时调节到相应的培养皿的厚度，或使用共聚焦培养皿，中间厚度也为0.17。

原子力显微镜（AFM）的基本原理虽然不难，但是要在纳米尺度上得到可靠的的数据就要依赖周密的仪器设计，而这通常就带来了繁琐的使用界面。用户经常需要面对复杂的设定，因此他们需要AFM技术的知识储备，并且还要花费大量的测量时间。然而，复杂的仪器一定意味着难用吗？我们来找找在选择AFM的时候您需要考虑的几个方面！快速而简单的探针安装在AFM测量之前，需要安装微悬臂探针。探针悬臂非常小-通常是50到300微米长，20到60微米宽，2到8微米厚。探针安装通常需要经验：不仅操作起来费劲（并且如果安装时候掉针还会造成浪费），而且如果装得不合适还会导致激光无法对准。出现这种情况的话，用户就不得不回过头去重复探针更换的步骤，重新安装探针（或装一根新的探针），并且重新开始激光调节步骤，十分繁琐。这就是为什么探针安装的步骤应该要快速，简单和可靠。找出这样的一款现代化的AFM仪器，它能够提供解决这个问题的新颖方法。探针安装应该是快速可靠的而不是繁琐费时的。自动激光对准在探针放入仪器后，就要进行激光的对准。为了使得AFM测量准确和可靠，激光对准至关重要。糟糕的激光对准可能降低光杠杆的灵敏度，引起假像，甚至成不了像。然而，通常的手动激光对准很费时而且难操作。自动激光对准找出这样一款AFM，它能够提供完全自动化的激光对准功能。现代化的AFM仪器仅仅需要在控制软件中点击两次鼠标就能完成激光的自动对准。侧视相机监控进针过程AFM设计的一个重要难题是建立一套能控制扫描前探针靠近样品表面的系统，使得探针不会撞到表面而损坏。但是通常的进针系统，用户必须要很小心地控制，使探针安全靠近样品表面。在透明样品，暗样品，以及复杂几何结构的样品上，进针控制尤其有挑战性，其原因是探针和样品间的距离很难估计。进针过程带有很大的撞针风险。侧视相机监控探针靠近新一代的AFM集成了侧视相机，使得用户能看到探针相对于表面的准确的位置，从而安全地移动探针靠近表面。随后软件开始自动进针过程-几秒钟后就可以进入扫描的状态了。测量时间短时间对每个人都很重要。使用AFM的时候，需要花费一定的测量时间。用户操作AFM通常需要5步：1. 安装探针2. 放置样品3. 激光对准4. 移动样品到测试位置5. 进针并开始测量。对那些需要繁琐的探针更换，手动激光对准，没有侧视相机，以及缺少自动化的AFM仪器，这5个步骤至少要用去一阵子时间。再加上，如果使用者不是AFM的熟练工（事实上这很正常）或者面对各种不同类型的样品，就需要更长的时间来完成这些步骤。找出高度自动化的AFM，减少测量时间，这样您就能专注于更重要的内容。 解耦xy和z扫描器压电陶瓷必须要用这样的方式构造，使得它们能够沿x，y和z轴移动探针（或样品）。最常用的三维扫描器结构之一是管状的扫描器-主要因为它易于制造。但是它有一些缺点：由于它的几何结构，管状扫描器易于产生很多非线性，尤其是在大范围扫描时会有弧形扭曲。扫描器的弧形扭曲来源于它弯曲的运动轨迹，而这些弯曲或者弧形会体现在测得的高度图上。解耦xy和z扫描器找出具有xy和z方向解耦扫描器的AFM。这种扫描器设计，xy扫描器位于样品下而z扫描器位于扫描头上以减少扫描器之间的串扰。您需要一台满足所有上述方面的原子力显微镜吗？试试新一代AFM: 安东帕ToscaTM 400。自动化被植入到Tosca™ 400的每个操作层级，效率的提升和简化的AFM操作将令您受益。