多通道神经信号记录系统

2005年11月13日华盛顿 DC消息——今天在华盛顿 D.C.的神经科学协会的会议上，通用电气医疗集团(GE Healthcare)宣布推出了Ad－A－Gene Vectors，一种范围广泛，随时可用，经过证实了的腺病毒载体基因释放试剂系统，随着快速开展瞬间细胞信号检测的实现，它为引导化合物分布，药物靶证实和基础研究提供了更多可能性。作为这系统的第一个产品，由于允许研究工作者在各种各样的细胞类型范围内，包括与疾病状态生理学有关的细胞类型中有效地研究细胞信号，所以该系统对二级 筛选和前期药物研发有很大帮助。 按照惯例，研究工作者已经创作出了这些明显需要时间和分子生物学工作经验的方法。但是，使用Ad－A－Gene Vectors的话，就不需要有这种工作经验，并且节省时间，因为它提供了一种随时可用的试剂系统用于简单并高效地通过病毒转导将信号通道传感物释放到哺乳动物细胞中。研究工作者们只要简单地将Ad－A－Gene Vectors加进细胞培养基中，并且该转基因将在24小时之内被细胞表达，随时可用于检测。此外，这种随时可用的系统减少了错误并提供可重复的结果, 因为每批Ad－A－Gene Vectors的功能都是经过了证实和检测的。 通用电气医疗集团Discovery Systems的产品开发副总裁 Burczak 说道：“由于研究工作所用的相关细胞类型越来越多，Ad－A－Gene Vectors能满足日益增长的，需要有一些方法能提供一种系统生物学的一体化和整体观察的需求。现在，研究工作者们有了一种在细胞内研究根本疾病路径的方便方法。此系统已经能够应用在开展药物治疗以及基础生物学研究中。在该产品的开发中，我们试图使它能用起来更简便，并且能与更多细胞类型兼容。” Ad－A－Gene Vectors既能和广范围的初级细胞也能和转化细胞一起使用，因此，研究工作者们能从有关细胞获得信息数据。该载体同样允许在一个细胞中进行多种路径的访问。这一点在药物靶证实中是特别有用的，因为它能让研究工作者们看到药物是如何能破坏各种路径的。 每种复制缺损重组腺病毒制品包括编码一种蛋白质靶的基因或者融合进了EGFP（emerald FP）或者融合进了一种编码一个应答因子的基因中，该应答因子是控制报告基因，硝基还原酶[NTR(nitroreductase)]表达的。 在开发Ad－A－Gene Vectors时，通用电气医疗集团获得了McMaster大学病理学和分子医学教授Frank Graham博士的许可，他是全球在分子病毒学领域中，特别是在腺病毒生物学方面最权威的研究者之一。 Graham博士说道：“我们非常高兴地看到，我们在腺病毒和基因转移方面的工作促进开发了一批非常高效的用于基因递送的载体。 我深信通用电气医疗集团的技术将为研究工作者提供强有力的研究工具，用于在人工培养的哺乳细胞中有效地转移DNA和高效表达基因。在腺病毒载体的许多优点中，Ad－A－Gene Vectors DNA是不整合进寄主细胞基因组中的，因此传感物的表达和功能活性是不会受任何一种整合过程影响的。” 通用电气医疗集团目前正在出售8种Ad－A－Gene Vectors，并预期在今年年底将有50种能大量供货。 除试剂系统技术之外，通用电气医疗集团还为高通量细胞分析提供硬件和软件，以使生命科学研究工作者能在细胞内研究根本的疾病路径。

p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/d524002c-f06f-4221-a09b-ea5520ae7810.jpg" title=" QQ截图20170531163243.png" width=" 600" height=" 424" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 600px height: 424px " / /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 进入新千年，脑科学研究成为热点。工欲善其事，必先利其器。若要更好的探索人类大脑，就必须有更好的仪器与工具。目前,各国脑科学计划的一个核心方向就是打造用于全景式解析脑连接图谱和功能动态图谱的研究工具。 其中,如何打破尺度壁垒,整合微观神经元和神经突触活动与大脑整 体的活动和个体行为信息，是领域内亟待解决的一个关键挑战。 /p p 　　近日，自然杂志子刊 Nature Methods 发布了来自于中国在这方面的研究进展。该论文主要展示了《超高时空分辨微型化双光子在体显微成像系统》的研究成果——新一代高速高分辨微型化双光子荧光显微镜成功研制，并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清晰、稳定的图像。 /p p 　　该研究成果源自于国家自然科学基金委员会计划局组织的国家重大科研仪器设备研制专项，当时共有9个项目入选。北京大学程和平院士主导的《超高时空分辨微型化双光子在体显微成像系统》就是其中之一，当时也获得了7200万元的经费支持。 /p p 　　过去三年，北京大学分子医学研究所、信息科学技术学院、动态成像中心、生命科学学院、工学院，联合中国人民解放军军事医学科学院组成跨学科团队，完成了的这一研发工作。团对成功研制新一代高速高分辨微型化双光子荧光显微镜,并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清晰、稳定的图像。研究论文2016年12月提交，2017年5月29日正式在自然杂志子刊 Nature Methods 发布。 /p p 　　根据官方提供的信息，产品相比单光子激发，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 0.65μm，成像质量可达商品化大型台式双光子荧光显微镜水平，并优于美国所研发的微型化宽场显微镜。该显微镜采用双轴对称高速微机电系统转镜扫描技术,成像帧频已达 40Hz(256*256 像 素),同时具备多区域随机扫描和每秒 1 万线的线扫描能力。 /p p 　　此外, 采用自主设计可传导 920nm 飞秒激光的光子晶体光纤,该系统首次实现了微型双光子显微镜对脑科学领域最广泛应用的指示神经元活动 的荧光探针(如 GCaMP6)的有效利用。 /p p 　　同时采用柔性光纤束进行 荧光信号的接收,解决了动物的活动和行为由于荧光传输光缆拖拽而 受到干扰的难题。未来,与光遗传学技术的结合,可望在结构与功能 成像的同时,精准地操控神经元和神经回路的活动。 /p p 　　值得一提的是，该显微镜重仅 2.2 克，可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，还有望实现多探头佩戴、多颅窗不同脑区的长时程观测。 /p p 　　之所以说这一研究成果意义重大，主要是因为它为脑科学、人工智能学科的研究提供了重要的高端仪器。具体来说，微型双光子荧光显微成像技术改变了在自由活动动物中观察细胞和亚细胞结构的方式，可用于在动物觅食、哺乳、跳台、打斗、嬉戏、 睡眠等自然行为条件下,或者在学习前、学习中和学习后,长时程观察神经突触、神经元、神经网络、远程连接的脑区等多尺度、多层次动态变化。 /p p 　　事实上，成像技术一直是推动生命科学进步的主要动力。历史上，X射线、全息照相法、CT计算机断层成像、电子显微镜、MRI核共振成像、超高分辨率显微成像技术都推动了科学技术的进步，也都获得了Nobel奖。 /p p 　　在今天的发布会之前，该成果在 2016 年底美国神经科学年会、2017 年 5 月冷泉 港亚洲脑科学专题会议上报告后,得到包括多位诺贝尔奖获得者在内的国内外神经科学家的认可。冷泉港亚洲脑科学专题会议主席、 美国著名神经科学家加州大学洛杉矶分校的 Alcino J Silva 教授认为，“ 这款显微镜将改变我们在自由活动动物中观察细胞和亚细胞结构的方式??系统神经生物学正在进入一个新的时代,即通过对细胞群体中可辨识的细胞和亚细胞结构的复杂生物学事件进行成像观测,从而更加深刻地理解进化所 造就的大脑环路实现复杂行为的核心工程学原理。” /p p 　　这项技术研发成功的同时，团队也成立了一家叫做”超维景“的公司，并获得了来自协同创新基金、西科天使的融资，公司将会在符合北大政策的前提下，由北大支持进行商业化推广。团队接下来的重心仍是技术迭代、新产品研发。 /p p br/ /p

水是生命之源，饮用水水质安全是国家公共卫生安全体系的重要组成部分，与人民身体健康和社会稳定息息相关。但是说起饮用水的监测，人们往往想到的只有物理、化学以及细菌等指标，却忽略了被认为世界上最容易导致人体腹泻的水源性耐氯人畜共患原生动物寄生虫——贾第鞭毛虫（Giardia）和隐孢子虫（Cryptosporidium），简称“两虫”。“两虫”传播影响面大，容易暴发感染。其分布与供水的范围具有高度的一致性，绝大多数感染者都有饮用同一水源的既往史。隐孢子虫卵囊和贾第鞭毛虫包囊在外界环境中能较长时间保持感染性。 北京华科仪科技股份有限公司与中国科学院生态环境研究中心通过开展深入合作，参照国内外研究进展及国内水质检测的实际情况，以降低设备和检测成本为目标，围绕“两虫”检测方法、仪器研制、自动识别系统等方面开展了系统的研发，开发出基于“滤膜浓缩/密度梯度分离荧光抗体法”和人工智能技术的多通道两虫检测一体化预处理设备及辅助自动识别系统，彻底解决了我国饮用水“两虫”检测过程中检测成本高昂、人工识别主观性和技术性、依赖进口技术和设备等诸多问题。 两虫样品富集前处理装置我公司基于“滤膜浓缩/密度梯度分离荧光抗体法”研制的两虫样品富集前处理装置内置多种类型传感器和自动控制器以代替人工操作，预处理过程无需人员值守，实现了两虫样品富集过程的智能化、自动化和批量化，极大地降低了两虫检测成本，检测成本仅为美国EPA1623方法的20%左右。该设备已经获得国家专利并正式推向检测市场，受到了检测行业用户的大力赞扬。与此同时，该设备为水质检测部门极大节约检测成本的同时满足不同规模供水单位检测部门“两虫”检测的需求，这对于保证新国标的有效实施具有重要意义。主要特点：1.设备配有大尺寸触摸屏，内置微孔滤膜法和碳酸钙沉淀法操作指导，引导用户使用2.设备支持样品浊度检测，能引导用户选择合适的方法处理不同类型样品3.使用滤膜法，设备支持用户自定义报警和换膜压力，设备实时提醒和自动换膜4.使用滤膜法，设备支持用户自定义处理样品体积，设备实时提醒和自动停止5.使用沉淀法，设备可批量自动处理样品，无需人员现场值守6.设置内置真空系统，辅助完成吸取上清液和真空抽滤操作7.设备能够将样品体积由10-20L富集至200mL，两虫回收率满足标准要求技术参数：外形尺寸：1540*560*1360mm 输入电压：220VAC 50Hz 设备功率：≤300W 触摸屏：10寸工业触摸屏传感器量程：浊度0-100NTU ；压力0-1.6MPa；PH传感器0-14 滤膜法样品处理量设置范围：0-9999L 滤膜法泵流量参数：1.2L/min沉淀法一个样品处理时间（除静置时间）≤15min真空泵参数：真空速度0-12L/min 极限真空度24KPa回收率满足标准要求 基于人工智能技术的两虫自动识别系统为解决人工识别的技术性和主观性难题，我公司研制出基于人工智能技术的两虫自动识别系统，以基于形态学半监督学习神经网络识别算法结合多维度判别方法对两虫进行辅助快速判别定量，可替代传统人工肉眼手动方法，大幅降低人工识别劳动强度和错误率。该仪器实现了多通道检测可扩展模块和载物台和显微镜自动控制等关键部件模块化和智能化，包括：样品扩展阵列和膜过滤自动切换控制系统模块化并集成于一体，形成成套“两虫”检测前处理仪器，建立隐孢子虫和贾第鞭毛虫的形态图像数据仓库，通过神经网络识别算法和多维度判别分析，解决传统分析方法的费时、效率低、依赖人工经验等难题。主要特点1. 显微镜操作遵照国家标准要求2. 自动扫描全片，自动拍照3.发现两虫存在，系统自动拍照并记录坐标并进行数据库存档4.系统自动出具检测结果报告5.支持人工验证，点击系统发现两虫坐标点，显微镜自动移动到该坐标点并自动配置观察倍数和观察模式技术参数：卤素灯主机，12V100W22mm视场，10×可调目镜三目观察镜筒，30°倾斜，47-78mm瞳距半复平场荧光物镜高精度电动载物平台，行程125*75mm，最小步长0.1um投射起偏、转盘DIC聚光镜和微分干涉附件100W汞灯灯室、100W汞灯电源箱和6激发位荧光垂直照明器显微镜运动控制程序：定义扫描区域，控制电动载物台三轴运动，切换物镜，控制CCD相机拍照，记录目标物坐标和镜头信息，能自动还原记录状态辅助人工复核两虫图像识别系统：采用嵌套循环逐像素扫描识别图片，采用DBSCAN聚类技术实现两虫标记，基于大数据利用积卷神经网络技术识别两虫类别，识别率超过80% 应用领域疾控中心自来水厂矿泉水厂环境监测站第三方检测机构等创新点：北京华科仪科技股份有限公司与中国科学院生态环境研究中心通过开展深入合作，参照国内外研究进展及国内水质检测的实际情况，以降低设备和检测成本为目标，围绕“两虫”检测方法、仪器研制、自动识别系统等方面开展了系统的研发，开发出基于“滤膜浓缩/密度梯度分离荧光抗体法”和人工智能技术的多通道两虫检测一体化预处理设备及辅助自动识别系统，彻底解决了我国饮用水“两虫”检测过程中检测成本高昂、人工识别主观性和技术性、依赖进口技术和设备等诸多问题。 多通道两虫检测一体化预处理设备及辅助自动识别系统

目前临床手术中常用的脑皮层电图（electrocorticography，ECoG)网格通常有16个到64个传感器。增加ECoG网格中传感器的数量能够提升记录大脑信号的分辨率，有助于提高外科医生切除尽可能多的病灶组织，同时最大限度减少对健康脑组织的损伤。　　近日，美国加利福尼亚大学圣迭戈分校研究团队在《Science Translational Medicine》杂志上发表题为“Human brain mapping with multithousand-channel PtNRGrids resolves spatiotemporal dynamics”的文章，提出构建一种由1024或2048个嵌入式ECoG传感器组成的新型脑传感器，大幅提升记录脑电信号的分辨率。　　该研究团队能够将网格中传感器间距进一步减少且防止其互相干扰；同时团队创新地使用基于纳米铂金棒的传感器记录大脑神经信号。纳米铂金棒提供了比平面铂传感器更多的传感表面积，有助于提高传感器的敏感度。此外，基于纳米铂金棒的传感器网格比目前临床中ECoG网格更薄且更加灵活，实现了对大脑更紧密的连接。　　该研究提出构建一种新型大脑传感器，实现高分辨率的大脑信号采集，为深入了解人类大脑的功能提供了新机遇。　　论文链接：　　https://www.science.org/doi/10.1126/scitranslmed.abj1441

多通道加载疲劳试验系统 　　电液伺服多通道（协调）加载试验系统主要用于各种地面车辆、空中飞行器以及舰船等受力复杂的行驶机构的总成、部件以及整机多点（协调）加载试验。广泛应用于航天、航空、军工、原子能、舰船、高等教育以及地面车辆等领域。 　　关于多通道耦合加载疲劳试验多通道协调加载试验系统可以分成两大类： 　　一类是通道之间不耦合，只有相位协调关系。 　　另一类是多通道的耦合加载，这类系统不仅仅是相位的协调关系，还存在各个通道之间的解藕问题，比如WB公司的六自由度的道路模拟试验系统，在车辆的一个轮毂的三个坐标上安装三个作动器，实现六自由度的加载，模拟道路载荷谱，这样的系统就不仅仅是三个作动器进行简单的相位控制就可以实现的，而需要将道路采集回来的真实路谱进行迭代。还有一种是简单的解耦，如太空穿梭游戏机，将规定的三维轨迹进行解耦，计算出每个作动器在时域的运动谱，然后进行分别驱动即可，这种模式技术含量相对低得多。 　　微机控制电液伺服多通道拟动力加载系统-供应 　　信息编号：T8342573 （虚假举报） 　　该产品独具特点： 　　1.为了保证整机工作状态稳定可靠，控制系统采用 配备了目前 较先进的PⅣ工控机。 　　2.作动器全部采用了AMSLER技术. 　　3.该直线式伺服作动器配置 位移传感器，使位移测量误差仅 2&mu m，极大地满足了用户高精度要求。 　　4.负荷传感器 精度达0.03%FS的负荷传感器，保证了试验力测量精度。 　　5.在伺服油源系统方面，为保证多台作动器同时或部分投入工配置了由多套油泵电机组 组成的伺服油源，使用户可根据试验需要选择同时启动还是只启动一套 　　油泵电机组，不仅节省了能源，也降低了故障停机率。 　　1)由于该控制系统关键元器件大部采用了进口器件，并采用了当代先进的全数字闭环控制技术，使 整机性能达到了国外同类产品的水平 　　2)可进行等位移、等速率控制并可进行位移保持。 　　3)拟动力试验可以自动或手动方式工作。 　　4)控制系统具有示波器检测接口。 　　一.DGS-通道全数字伺服控制系统 　　1.全数字控制系统组成 　　全数字协调加载试验系统由两部分组成: 　　.上位机 　　包括计算机、计算机软件。 　　？下位机包括工控机箱、主控及数据采集模板、通道伺服控制器模板、通道函数发生模板。 　　上位机、下位机通过高速数据传输线传输数据。 　　2.系统性能指标(略) 　　3.全数字伺服控制器系统软件 　　软件功能 　　⑴．设定系统控制参数（P、I、D、F） 　　⑵．传感器自动调零， 　　⑶．传感器多点线性拟合标定 　　⑷．系统安全保护软件 　　⑸．静态试验、疲劳试验波形设定软件 　　⑹．波形类型：正弦波、三角波、梯形波、方波、随机波、组合波、斜波、锯齿波、外输入采集频谱 　　⑺．系统控制方式：负荷控制或位移控制，且两种控制方式可以平滑无扰动切换 　　⑻．通道分配：可随意设定试验所占用的通道 　　⑼．试验波形方式设定：即设定试验的加载方式（载荷或位移），加载的各种波形、频率、相位、终值及重复次数等试验参数。 　　试验波形方式设定非常灵活，几乎可以模拟出任意形状的曲线。 　　⑽．试验参数的设置：设置试验的控制方式及相关参数、卸载时间、试验的开始点等 　　⑾．试验选择：将所设定的试验挂接在试验站上，可以只挂接一个试验，也可以挂接多个试验，且每个试验可以同时控制多个通道， 　　多个试验可以同时运行，也可以分别运行。 　　⑿．在试验的过程中，用户可以随时干预试验，如调整PIDF参数，阀控参数、保持、加速、增幅、减幅、卸载等， 　　以保证试验的精确性； 　　在此处加了管理员密码，有安全保护功能，防止设置参数被随意改动。 　　⒀．控制方法：静态伺服控制，动态高频伺服控制，多通道解耦控制，动、静踏步法，幅值修正法， 　　相位修正法，幅相修正法。 　　4.控制系统的主要特点：　　我公司的控制系统为多通道全数字式控制系统， 　　负荷控制系统的P、I、D、K 参数及位移控制系统的P、I、D 、K参数均为独立的两套参数储存于下位机及上位机的系统文件中。 　　二. 多通道协调加载系统技术特点 　　1.伺服控制系统 　　1)本公司生产的多通道协调加载控制系统的电器设计采用了多CPU系统，每通道自带CPU，实现各通道自管理。 　　测量系统大都采用美国AD公司先进的器件，采用调制载波及调制解调技术，即可实现快速连续长时间稳定测量， 　　又可以低速高精度、宽范围测量。 　　2)本系统可外接变形测量通道，可以提高系统对试件变形控制的精度。 　　3)软件采用Windows环境下虚拟仪器技术，界面风格人性化，操作方便。 　　软件的运行环境可以是WindowsXp、Windows2000，软件界面友好， 　　操作方便灵活。 　　2.伺服系统 　　1)本公司生产的伺服关键元器件均为进口。 　　2) 油箱结构采用整体油箱，这样对油温的控制，液位的控制大有好处。 　　其他相关信息 　　（万能试验机、电液伺服试验机、压力试验机、卧式拉力试验机、岩石三轴试验机、钢绞线试验机、松弛试验机、引伸计、耐久试验机、拟动力控制系统、电子万能试验机、顶锻试验机、板材弯曲试验机、疲劳试验机 参考资料： 1.WWW.RUMUL.NET.CN 2.WWW.WALTERBAI.COM 3.loxofo@yahoo.com.cn 4.13709181703 5.13581584194 开放分类： 多通道协调加载试验机系统/欧洲进口 疲劳试验机功能和技术要求 1. 基本功能：可适用于对各种大型混凝土、钢筋混凝土结构件、桥梁、各种桁架等进行静态压缩试验和单向动态脉动疲劳试验； 可适用预应力混凝土用钢绞线、预应力筋用锚具等疲劳荷载性能试验检测； 2. 主要组成：疲劳试验系统由液压式脉动器、电气控制系统、液压作动器、加载龙门框架、液压管路、计算机数据采集及处理系统等组成，系统控制通道数不少于10个。 3. 主要技术要求 1） 最大静态测试力：（kN）：2000 2） 最大动态测试力：（kN）：2000 4. 液压作动器数量和主要技术参数： 加载能力（静态/动态） 行程（mm） 振幅（mm） 频率范围（Hz） 数量（个） 1000 kN 120 0~5 2~8无级可调 2 500 kN 120 0~5 2~8无级可调 2 250 kN 120 0~5 2~8无级可调 2 100 kN 120 0~5 2~8无级可调 2 50 kN 120 0~5 2~8无级可调 2 6. 液压脉动器 1） 总系统通道数&ge 10个。 2） 液压脉动器排量（ml/次）：0~800 3） 液压泵压力（MPa）：21~28 4） 有温度超温报警、液位超限报警、油路堵塞报警及自动停机功能。 5） 管路。 7. 控制系统：实现对试验系统的电气控制和手动调节。 1） 可数字显示静态试验力，动态试验力的上下峰值，试验次数； 2） 应具有试验力标定、清零、动静态测量转换等功能，并具有试验力设定值过载保护功能。 3） 应具有润滑故障、试样断裂振动等报警显示装置。 4） 可显示试验频率、主电机工作电流。 5） 应配置试验力增减，振幅增减，工作频率增减等调节装置。 6） 应配置压力传感受器及进回油阀装置。 7） 可用劝卸除试验力。 8. 数据采集及处理系统 1） 可根据对试验的不同要求，设置不同的试验方案。试验条件等均可以事先在试验方案中设置完成。 2） 配置应用软件、波形发生软件及其他实时处理软件。 3） 信号处理、数采模板应既能采集和处理系统的试验数据。 4） 配置可转换不间断电源；具有停电保护功能。 多通道加载疲劳试验系统 　　电液伺服多通道（协调）加载试验系统主要用于各种地面车辆、空中飞行器以及舰船等受力复杂的行驶机构的总成、部件以及整机多点（协调）加载试验。广泛应用于航天、航空、军工、原子能、舰船、高等教育以及地面车辆等领域。 　　关于多通道耦合加载疲劳试验多通道协调加载试验系统可以分成两大类： 　　一类是通道之间不耦合，只有相位协调关系。 　　另一类是多通道的耦合加载，这类系统不仅仅是相位的协调关系，还存在各个通道之间的解藕问题，比如WB公司的六自由度的道路模拟试验系统，在车辆的一个轮毂的三个坐标上安装三个作动器，实现六自由度的加载，模拟道路载荷谱，这样的系统就不仅仅是三个作动器进行简单的相位控制就可以实现的，而需要将道路采集回来的真实路谱进行迭代。还有一种是简单的解耦，如太空穿梭游戏机，将规定的三维轨迹进行解耦，计算出每个作动器在时域的运动谱，然后进行分别驱动即可，这种模式技术含量相对低得多。 　　微机控制电液伺服多通道拟动力加载系统-供应 　　信息编号：T8342573 （虚假举报） 　　该产品独具特点： 　　1.为了保证整机工作状态稳定可靠，控制系统采用 配备了目前 较先进的PⅣ工控机。 　　2.作动器全部采用了AMSLER技术. 　　3.该直线式伺服作动器配置 位移传感器，使位移测量误差仅 2&mu m，极大地满足了用户高精度要求。 　　4.负荷传感器 精度达0.03%FS的负荷传感器，保证了试验力测量精度。 　　5.在伺服油源系统方面，为保证多台作动器同时或部分投入工配置了由多套油泵电机组 组成的伺服油源，使用户可根据试验需要选择同时启动还是只启动一套 　　油泵电机组，不仅节省了能源，也降低了故障停机率。 　　1)由于该控制系统关键元器件大部采用了进口器件，并采用了当代先进的全数字闭环控制技术，使 整机性能达到了国外同类产品的水平 　　2)可进行等位移、等速率控制并可进行位移保持。 　　3)拟动力试验可以自动或手动方式工作。 　　4)控制系统具有示波器检测接口。 　　一.DGS-通道全数字伺服控制系统 　　1.全数字控制系统组成 　　全数字协调加载试验系统由两部分组成: 　　.上位机 　　包括计算机、计算机软件。 　　？下位机包括工控机箱、主控及数据采集模板、通道伺服控制器模板、通道函数发生模板。 　　上位机、下位机通过高速数据传输线传输数据。 　　2.系统性能指标(略) 　　3.全数字伺服控制器系统软件 　　软件功能 　　⑴．设定系统控制参数（P、I、D、F） 　　⑵．传感器自动调零， 　　⑶．传感器多点线性拟合标定 　　⑷．系统安全保护软件 　　⑸．静态试验、疲劳试验波形设定软件 　　⑹．波形类型：正弦波、三角波、梯形波、方波、随机波、组合波、斜波、锯齿波、外输入采集频谱 　　⑺．系统控制方式：负荷控制或位移控制，且两种控制方式可以平滑无扰动切换 　　⑻．通道分配：可随意设定试验所占用的通道 　　⑼．试验波形方式设定：即设定试验的加载方式（载荷或位移），加载的各种波形、频率、相位、终值及重复次数等试验参数。 　　试验波形方式设定非常灵活，几乎可以模拟出任意形状的曲线。 　　⑽．试验参数的设置：设置试验的控制方式及相关参数、卸载时间、试验的开始点等 　　⑾．试验选择：将所设定的试验挂接在试验站上，可以只挂接一个试验，也可以挂接多个试验，且每个试验可以同时控制多个通道， 　　多个试验可以同时运行，也可以分别运行。 　　⑿．在试验的过程中，用户可以随时干预试验，如调整PIDF参数，阀控参数、保持、加速、增幅、减幅、卸载等， 　　以保证试验的精确性； 　　在此处加了管理员密码，有安全保护功能，防止设置参数被随意改动。 　　⒀．控制方法：静态伺服控制，动态高频伺服控制，多通道解耦控制，动、静踏步法，幅值修正法， 　　相位修正法，幅相修正法。 　　4.控制系统的主要特点： 　　我公司的控制系统为多通道全数字式控制系统， 　　负荷控制系统的P、I、D、K 参数及位移控制系统的P、I、D 、K参数均为独立的两套参数储存于下位机及上位机的系统文件中。 　　二. 多通道协调加载系统技术特点 　　1.伺服控制系统 　　1)本公司生产的多通道协调加载控制系统的电器设计采用了多CPU系统，每通道自带CPU，实现各通道自管理。 　　测量系统大都采用美国AD公司先进的器件，采用调制载波及调制解调技术，即可实现快速连续长时间稳定测量， 　　又可以低速高精度、宽范围测量。 　　2)本系统可外接变形测量通道，可以提高系统对试件变形控制的精度。 　　3)软件采用Windows环境下虚拟仪器技术，界面风格人性化，操作方便。 　　软件的运行环境可以是WindowsXp、Windows2000，软件界面友好， 　　操作方便灵活。 　　2.伺服系统 　　1)本公司生产的伺服关键元器件均为进口。 　　2) 油箱结构采用整体油箱，这样对油温的控制，液位的控制大有好处。 　　其他相关信息 　　（万能试验机、电液伺服试验机、压力试验机、卧式拉力试验机、岩石三轴试验机、钢绞线试验机、松弛试验机、引伸计、耐久试验机、拟动力控制系统、电子万能试验机、顶锻试验机、板材弯曲试验机、疲劳试验机 参考资料： 1.WWW.RUMUL.NET.CN 2.WWW.WALTERBAI.COM 3.loxofo@yahoo.com.cn 4.13709181703 5.13581584194 开放分类： 多通道协调加载试验机系统/欧洲进口 疲劳试验机功能和技术要求 1. 基本功能：可适用于对各种大型混凝土、钢筋混凝土结构件、桥梁、各种桁架等进行静态压缩试验和单向动态脉动疲劳试验； 可适用预应力混凝土用钢绞线、预应力筋用锚具等疲劳荷载性能试验检测； 2. 主要组成：疲劳试验系统由液压式脉动器、电气控制系统、液压作动器、加载龙门框架、液压管路、计算机数据采集及处理系统等组成，系统控制通道数不少于10个。 3. 主要技术要求 1） 最大静态测试力：（kN）：2000 2） 最大动态测试力：（kN）：2000 4. 液压作动器数量和主要技术参数： 加载能力（静态/动态） 行程（mm） 振幅（mm） 频率范围（Hz） 数量（个） 1000 kN 120 0~5 2~8无级可调 2 500 kN 120 0~5 2~8无级可调 2 250 kN 120 0~5 2~8无级可调 2 100 kN 120 0~5 2~8无级可调 2 50 kN 120 0~5 2~8无级可调 2 6. 液压脉动器 1） 总系统通道数&ge 10个。 2） 液压脉动器排量（ml/次）：0~800 3） 液压泵压力（MPa）：21~28 4） 有温度超温报警、液位超限报警、油路堵塞报警及自动停机功能。 5） 管路。 7. 控制系统：实现对试验系统的电气控制和手动调节。 1） 可数字显示静态试验力，动态试验力的上下峰值，试验次数； 2） 应具有试验力标定、清零、动静态测量转换等功能，并具有试验力设定值过载保护功能。 3） 应具有润滑故障、试样断裂振动等报警显示装置。 4） 可显示试验频率、主电机工作电流。 5） 应配置试验力增减，振幅增减，工作频率增减等调节装置。 6） 应配置压力传感受器及进回油阀装置。 7） 可用劝卸除试验力。 8. 数据采集及处理系统 1） 可根据对试验的不同要求，设置不同的试验方案。试验条件等均可以事先在试验方案中设置完成。 2） 配置应用软件、波形发生软件及其他实时处理软件。 3） 信号处理、数采模板应既能采集和处理系统的试验数据。 4） 配置可转换不间断电源；具有停电保护功能。 多通道加载疲劳试验系统 　　电液伺服多通道（协调）加载试验系统主要用于各种地面车辆、空中飞行器以及舰船等受力复杂的行驶机构的总成、部件以及整机多点（协调）加载试验。广泛应用于航天、航空、军工、原子能、舰船、高等教育以及地面车辆等领域。 　　关于多通道耦合加载疲劳试验多通道协调加载试验系统可以分成两大类： 　　一类是通道之间不耦合，只有相位协调关系。 　　另一类是多通道的耦合加载，这类系统不仅仅是相位的协调关系，还存在各个通道之间的解藕问题，比如WB公司的六自由度的道路模拟试验系统，在车辆的一个轮毂的三个坐标上安装三个作动器，实现六自由度的加载，模拟道路载荷谱，这样的系统就不仅仅是三个作动器进行简单的相位控制就可以实现的，而需要将道路采集回来的真实路谱进行迭代。还有一种是简单的解耦，如太空穿梭游戏机，将规定的三维轨迹进行解耦，计算出每个作动器在时域的运动谱，然后进行分别驱动即可，这种模式技术含量相对低得多。 　　微机控制电液伺服多通道拟动力加载系统-供应 　　信息编号：T8342573 （虚假举报） 　　该产品独具特点： 　　1.为了保证整机工作状态稳定可靠，控制系统采用 配备了目前 较先进的PⅣ工控机。 　　2.作动器全部采用了AMSLER技术. 　　3.该直线式伺服作动器配置 位移传感器，使位移测量误差仅 2&mu m，极大地满足了用户高精度要求。 　　4.负荷传感器 精度达0.03%FS的负荷传感器，保证了试验力测量精度。 　　5.在伺服油源系统方面，为保证多台作动器同时或部分投入工配置了由多套油泵电机组 组成的伺服油源，使用户可根据试验需要选择同时启动还是只启动一套 　　油泵电机组，不仅节省了能源，也降低了故障停机率。 　　1)由于该控制系统关键元器件大部采用了进口器件，并采用了当代先进的全数字闭环控制技术，使 整机性能达到了国外同类产品的水平 　　2)可进行等位移、等速率控制并可进行位移保持。 　　3)拟动力试验可以自动或手动方式工作。 　　4)控制系统具有示波器检测接口。 　　一.DGS-通道全数字伺服控制系统 　　1.全数字控制系统组成 　　全数字协调加载试验系统由两部分组成: 　　.上位机 　　包括计算机、计算机软件。 　　？下位机包括工控机箱、主控及数据采集模板、通道伺服控制器模板、通道函数发生模板。 　　上位机、下位机通过高速数据传输线传输数据。 　　2.系统性能指标(略) 　　3.全数字伺服控制器系统软件 　　软件功能 　　⑴．设定系统控制参数（P、I、D、F） 　　⑵．传感器自动调零， 　　⑶．传感器多点线性拟合标定 　　⑷．系统安全保护软件 　　⑸．静态试验、疲劳试验波形设定软件 　　⑹．波形类型：正弦波、三角波、梯形波、方波、随机波、组合波、斜波、锯齿波、外输入采集频谱 　　⑺．系统控制方式：负荷控制或位移控制，且两种控制方式可以平滑无扰动切换 　　⑻．通道分配：可随意设定试验所占用的通道 　　⑼．试验波形方式设定：即设定试验的加载方式（载荷或位移），加载的各种波形、频率、相位、终值及重复次数等试验参数。 　　试验波形方式设定非常灵活，几乎可以模拟出任意形状的曲线。 　　⑽．试验参数的设置：设置试验的控制方式及相关参数、卸载时间、试验的开始点等 　　⑾．试验选择：将所设定的试验挂接在试验站上，可以只挂接一个试验，也可以挂接多个试验，且每个试验可以同时控制多个通道， 　　多个试验可以同时运行，也可以分别运行。 　　⑿．在试验的过程中，用户可以随时干预试验，如调整PIDF参数，阀控参数、保持、加速、增幅、减幅、卸载等， 　　以保证试验的精确性； 　　在此处加了管理员密码，有安全保护功能，防止设置参数被随意改动。 　　⒀．控制方法：静态伺服控制，动态高频伺服控制，多通道解耦控制，动、静踏步法，幅值修正法， 　　相位修正法，幅相修正法。 　　4.控制系统的主要特点： 　　我公司的控制系统为多通道全数字式控制系统， 　　负荷控制系统的P、I、D、K 参数及位移控制系统的P、I、D 、K参数均为独立的两套参数储存于下位机及上位机的系统文件中。 　　二. 多通道协调加载系统技术特点 　　1.伺服控制系统 　　1)本公司生产的多通道协调加载控制系统的电器设计采用了多CPU系统，每通道自带CPU，实现各通道自管理。 　　测量系统大都采用美国AD公司先进的器件，采用调制载波及调制解调技术，即可实现快速连续长时间稳定测量， 　　又可以低速高精度、宽范围测量。 　　2)本系统可外接变形测量通道，可以提高系统对试件变形控制的精度。 　　3)软件采用Windows环境下虚拟仪器技术，界面风格人性化，操作方便。 　　软件的运行环境可以是WindowsXp、Windows2000，软件界面友好， 　　操作方便灵活。 　　2.伺服系统 　　1)本公司生产的伺服关键元器件均为进口。 　　2) 油箱结构采用整体油箱，这样对油温的控制，液位的控制大有好处。 　　其他相关信息 　　（万能试验机、电液伺服试验机、压力试验机、卧式拉力试验机、岩石三轴试验机、钢绞线试验机、松弛试验机、引伸计、耐久试验机、拟动力控制系统、电子万能试验机、顶锻试验机、板材弯曲试验机、疲劳试验机 参考资料： 1.WWW.RUMUL.NET.CN 2.WWW.WALTERBAI.COM 3.loxofo@yahoo.com.cn 4.13709181703 5.13581584194 开放分类： 多通道协调加载试验机系统/欧洲进口 疲劳试验机功能和技术要求 1. 基本功能：可适用于对各种大型混凝土、钢筋混凝土结构件、桥梁、各种桁架等进行静态压缩试验和单向动态脉动疲劳试验； 可适用预应力混凝土用钢绞线、预应力筋用锚具等疲劳荷载性能试验检测； 2. 主要组成：疲劳试验系统由液压式脉动器、电气控制系统、液压作动器、加载龙门框架、液压管路、计算机数据采集及处理系统等组成，系统控制通道数不少于10个。 3. 主要技术要求 1） 最大静态测试力：（kN）：2000 2） 最大动态测试力：（kN）：2000 4. 液压作动器数量和主要技术参数： 加载能力（静态/动态） 行程（mm） 振幅（mm） 频率范围（Hz） 数量（个） 1000 kN 120 0~5 2~8无级可调 2 500 kN 120 0~5 2~8无级可调 2 250 kN 120 0~5 2~8无级可调 2 100 kN 120 0~5 2~8无级可调 2 50 kN 120 0~5 2~8无级可调 2 6. 液压脉动器 1） 总系统通道数&ge 10个。 2） 液压脉动器排量（ml/次）：0~800 3） 液压泵压力（MPa）：21~28 4） 有温度超温报警、液位超限报警、油路堵塞报警及自动停机功能。 5） 管路。 7. 控制系统：实现对试验系统的电气控制和手动调节。 1） 可数字显示静态试验力，动态试验力的上下峰值，试验次数； 2） 应具有试验力标定、清零、动静态测量转换等功能，并具有试验力设定值过载保护功能。 3） 应具有润滑故障、试样断裂振动等报警显示装置。 4） 可显示试验频率、主电机工作电流。 5） 应配置试验力增减，振幅增减，工作频率增减等调节装置。 6） 应配置压力传感受器及进回油阀装置。 7） 可用劝卸除试验力。减，振幅增减，工作频率增减等调节装置。 6） 应配置压力传感受器及进回油阀装置。 7） 可用劝卸除试验力。 8. 数据采集及处理系统 1） 可根据对试验的不同要求，设置不同的试验方案。试验条件等均可以事先在试验方案中设置完成。 2） 配置应用软件、波形发生软件及其他实时处理软件。 3） 信号处理、数采模板应既能采集和处理系统的试验数据。 4） 配置可转换不间断电源；具有停电保护功能。

6月23日，《自然-通讯》（Nature Communications）在线发表了题为An intein-split transactivator for intersectional neural imaging and optogenetic manipulation的研究论文。该研究由中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心（神经科学研究所）、神经科学国家重点实验室、上海脑科学与类脑研究中心徐春研究组与中科院上海巴斯德研究所龙钢研究组合作完成。该研究开发了对多特征神经元标记、记录和操控的新型分子工具，揭示了腹侧海马神经元的投射模式与情绪编码的对应关系，为解析复杂神经环路的结构与功能提供了更精细且广泛适用的工具集。大脑神经元具有复杂多样的细胞类型。细胞类型的精确定义对剖析大脑神经环路连接与功能具有关键作用，将帮助科学家更好地探索神经系统的工作原理。神经细胞类型的精确定义往往依赖于多条件交叉的标记技术。然而，目前已有的工具方法复杂繁琐，其标记的特性数量有限，并时常面临无法有效表达光遗传和钙成像相关分子的问题。因此，如何提高交叉标记工具的有效性和标记特征的数量仍是领域内的难题。为了解决上述问题，该研究利用内含肽介导的蛋白剪接技术，在神经细胞内实现了控制子（tTA）在蛋白水平的组装。该组装具有多条件交叉的特点，并可有效地驱动一系列效应基因的表达，从而实现多特征神经元的特异性标记和功能研究（图1A）。研究人员将该工具称为IBIST（intein-based intersectional synthesis of transactivator）。研究团队在验证IBIST工具的特异性和有效性后，在小鼠海马脑区和猕猴视皮层脑区进行多种实例研究展示。研究结合神经环路连接和神经元分子标签等多种特征，在小鼠海马脑区的特定细胞群体中表达光遗传蛋白，实现了光遗传学操控（图1B 、C）。此外，该研究利用5个特征精确定义了海马脑区的多目标投射神经元，并进行了钙成像记录（图1D、E）。该工作开发了新的分子工具，基于分子标签和环路连接等多种特征靶向标记特定细胞类型，并对这些多特征神经细胞进行钙成像记录和光遗传操控。与以往的方法相比，该分子工具可以实现更精细复杂的多特征标记，更高效地驱动效应基因的表达，更简单直接地设计质粒和实验方案，以及更广泛适配于现有常用的工具病毒和小鼠品系（图2）。该研究为神经环路的结构与功能研究提供了利器，并进一步揭示了海马细胞对情绪信息处理的多样性规律。研究工作得到上海市、科技部、中科院、国家自然科学基金和临港实验室的支持。　　论文链接 　　图1.IBIST工具的开发与应用。A、IBIST工具的质粒设计和工作原理；B、利用IBIST工具标记接收背侧海马输入的腹侧海马CA1的SOM+中间神经元，表达光遗传蛋白NpHR；C、黄光操控SOM中间神经元的电活动；D、利用IBIST工具在投射到4个下游脑区的海马兴奋性神经元（CaMKIIα标记）当中表达钙指示蛋白GCaMP6s；E、海马神经元的荧光信号和钙反应。图2.基于多特征标记特定细胞类型的策略与前景。

BUSINESS MEETING会议介绍2020-10-29 14:00，哈佛仪器携仪器信息网将举办“微电极阵列技术对胰岛进行非侵入 性电信号记录的发展与应用”讲座直播会议将对胰岛细胞外中通量电生理记录的新兴技术进行详细的介绍 欢迎大家点击链接报名参加！https://www.instrument.com.cn/webinar/meeting_22140.htmlBUSINESS MEETING主讲人Jessie Wang王娟哈佛仪器亚洲区技术支持会议时间：2021-10-29 14:00BUSINESS MEETING会议内容胰岛电生理活性传统研究方法简介微电极阵列技术与胰岛细胞外电生理记录的发展与特点微电极阵列技术在胰岛细胞外电生理记录中的应用a.氧化应激对胰岛电生理活性的影响b.胰岛在微电极阵列电极上的长期培养与记录Beta Screen与MEA2100-MINI 系统简介BUSINESS MEETING主讲人简介王娟，上海交通大学医学院硕士，曾参与5-HT抑制坏死性调往信号通路改善糖尿病胃肠神经病变的机制研究，具有多年神经电生理、神经电化学、离体器官灌流、动物行为学等产品的应用经验，现任哈佛仪器资 深产品应用专家，为哈佛电生理产品线提供技术支持。BUSINESS MEETING参会说明一、参会条件1.免费报名无需任何差旅费用，只需一台电脑或一部手机，网络宽带超过128K。2.讲座PPT将实时传送给所有参会者，参会者也可通过文字向报告人提问，报告人在报告结束后统一进行解答。二、参会方式1.报名参会并通过审核后，您将收到邮件通知，并在会前一天收到提醒参会的短信通知。2.会议当天进入仪器信息网网络讲堂首页（webinar.instrument .com.cn），点击“进入会场”，填写报报时手机号，即可登陆会场参会。

耶鲁医学院神经生物学和精神病学教授Joy Hirsch博士 在生命科学的所有挑战中，对大脑的了解是难中之最。大脑是人体最复杂的器官，拥有超过1千亿个神经元和其他细胞，形成了超过100兆个连接。这些连接由多种神经化学因子调节，这些因子跨越空间维度，从分子开始并发育到细胞、循环、系统、并最终导致包括认知过程、情绪、感知、记忆和目标导向行为。从出生到生命终结的人类发育所有阶段的大脑疾病在世界范围内的流行，导致了严重的医学、政治、经济、法律和生活质量问题。无论如何，在健康和疾病领域，大脑仍是一项科学前沿问题。 不过，这种广泛而未被满足的医疗需求的紧迫性再加上神经系统科学领域的近期进展已经激发了这样一个充满希望的愿景：对于大脑的全面理解是一个可以实现的目标。在美国，这一愿景最近已经集中到了一项被称为BRAIN（通过推进创新神经科学技术来进行大脑研究）倡议的行动计划上。此项倡议于2013年4月2日由美国总统巴拉克奥巴马（Barack Obama）公布，他宣布“加速对能够让研究人员生成显示设想速度下个体脑细胞与复杂神经回路间互相作用的大脑动态图片的新技术的开发和应用”是一项巨大挑战（The White House，2013年）。随后，国立卫生研究院（NIH）制定了一项10年计划，用以实现加速技术开发以便获得关于神经系统在健康和疾病中所起到功能的基础见解这一主要目标。一开始，BRAIN倡议的终点是大脑中的神经回路，包括组成细胞的表征、突触连接、以及行为相关活动的动态集合。这一总体目标横跨多个研究领域，从管理短程细胞回路的分子和细胞过程到由人类神经成像观察到的管理复杂行为的远程流程。行动过程人类大脑成像 针对这一倡议的一个主要目标包括现有技术的改善以及用于大脑机制及行为之间关系探索和建模的全新技术的开发。主要采用核磁共振成像（MRI）和诸如脑磁图描记术（MEG）及脑电图描记术（EEG）等电磁技术的现有脑成像技术，是正常及病理条件下人类大脑研究的基础。这些技术对一个重点为功能性脑活动与认知及行为之间相关性的神经系统科学主要分支做出了大量贡献。尤其是大脑成像技术的爆发式成长，实现了对于人类语言、记忆、决策制定、视觉和听觉过程、情绪、学习及社交互动等复杂认知行为相关的专门神经过程的操作性了解。 总之，这些系统的神经学和生理学组成部分1) 局限于特定的大脑区域和接收及传输信息的短程神经回路，并且2) 通过涉及的大脑区域之间的远程途径相互连接。因此，出现了两大大脑组织原则。首先是隔离原则，大脑特定区域专门用于特定的任务和处理；第二是互动原理，在特定任务需求下大脑中共同有效区是相互连接的。例如，在人类语言系统中，位于左颞上回的一个通常被称为威尔尼克语言区（Wernicke’s area）的区域，专门用于语言接收功能（理解并解读说出的语句）。此外，位于左额下回的一个通常被称为布鲁卡语言区（Broca’s Area）的区域专门用于产生语言功能（产生语音）。 这两种专用大脑区域的复合体通过广为人知的途径相互连接，包括弓状纤维束和用于传输了解语言并用于说话的过程相关当地信息的弓形钩突。其他被广泛认可为和记忆及情绪有关的大脑区域，在特定任务过程中和语言系统功能性连接。语言相关操作过程中这些互动区域之间的动态关系，已经采用当代神经成像技术进行了广泛研究。技术进步 主要由于采用磁共振成像（MRI）技术研究大脑过程的限制，主流神经成像技术被局限于单个个体的研究。在扫描仪环境下，两个个体之间的自然人际互动是不可能的。不过，实时交流涉及语言和非言语交流，包括目光接触，动态面部表情和反应手势。虽然涉及两个个体之间动态交流的互动社会行为是人类社会化的一个基本方面，但这些隐含的沟通线索不会出现在仅包含一个个体的扫描环境中。主要是由于这些技术的局限性，导致人类对调节和调制自然人际互动和交流的潜在神经回路知之甚少。因此，具有社交互动相关潜在深刻缺陷的神经病（例如孤独症谱系障碍、精神分裂症、焦虑症和抑郁症）的神经生理学机制仍无法确定。用于生态学上有效的条件下两个个体间交流过程中大脑成像的新技术的开发，为在传统神经成像中收集的信息不足的大型临床全体的需求的解决提供了一个特别有影响力的机会。近红外光谱法（NIRS）的基础性新角色 一种新兴的神经成像技术——功能性近红外光谱法（fNIRS）采用了固定在头戴帽上的光极，并且适合在自然情况下用于多位受试者而且不受头部移动影响。和MRI一样，NIRS能够在无离子化造成的毒性的情况下，实现对个体受试者运作中神经系统的观察。此项技术利用了活跃神经组织回路氧合的血液比例比非活跃神经组织更大这一生理学原理的优势。在这一过程中局部微脉管系统内脱氧血红蛋白（deOxyHb）的顺磁性作用降低。被称为血氧水平依赖性（BOLD）信号（Ogawa等人，1990年）的MRI中信号放大是由于deOxyHb比例降低以及由此导致的顺磁性作用减少。BOLD信号也是利用光谱吸收（J?bsis，1977年）通过NIRS测定的，这种方法能够区分氧合血红蛋白、OxyHb和deOxyHb信号。脉冲激光（采用岛津NIRS系统）发射三种波长的光，而检测器则测量氧合血红蛋白（OxyHb）和脱氧血红蛋白（deOxyHb）浓度的变化。对于每个通道，测量在780nm、805nm和830nm下的近红外光吸光度，并根据改良朗伯-比尔定律（Beer-Lambert Law）分别换算为相应的deOxyHb、总Hb（HbT）和OxyHb（Matcher & Cooper，1994年）（图1）。 图1. 脱氧血红蛋白与氧合血红蛋白吸收光谱这些函数显示了OxyHb和deOxyHb在780nm及830nm波长处的最大吸光度差异。大脑血液中的氧浓度影响着反射的光波长。改良朗伯-比尔定律被用于换算对应于deOxyHb（780nm）、总血红蛋白（805nm）和OxyHb（830nm）浓度变化的三个波长下的光衰减直接测量结果。 Shimadzu Corporation（日本东京）是一家fNIRS系统的领先制造商。图2显示了专门用于超高扫描的岛津LABNIRS配置，可为参与互动任务的两个个体同时获取信号。这种特殊系统可利用配备场景及瞳孔摄像头的SMI镜片实现实时NIRS信号的获取及眼球追踪采集。在此示例中，每顶帽子都包含42个通道，并为每位受试者分为两个半球。帽子配置是灵活性的，可以根据实验目的修改。NIRS信号的获取速率范围为10至33毫秒，空间分辨率为约3厘米。这种时间分辨率非常适合大脑内和大脑间活跃区域连接性的测量，不过和fMRI相比空间分辨率方面相对有所损失。 fMRI和fNIRS信号都反映出了大脑血流和大脑血氧饱和度的变化，而这些和潜在神经活动关联。后者已经由Eggebrecht及其同事（Eggebrecht等，2012年）最近在健康志愿者的视觉刺激过程中得到证实。fMRI BOLD和deOxyHb及OxyHb之间高度的正相关性目前已经得到很好证实（Sato等人，2013年；Scholkmann等人，2014年）。 在单个受试者、单次运行和单个光极的大拇指敲击任务中获得的“原始”fNIRS信号显示，同时获得了对任务相关时间系列作出响应的OxyHb和deOxyHb信号（图3）。注意OxyHb和deOxyHb信号之间的反相关性，和理论预期一致。由于和神经（而非心血管）事件的已知相关性，deOxyHb信号预期将是和fMRI BOLD信号最紧密相关的信号（Franceschini等人，2006年） 图2. 耶鲁大学医学院大脑功能实验室的fNIRS系统（LABNIRS，ShimadzuCorp.）。采用LABNIRS系统的参与者以SMI（ETG-2）眼部追踪镜片显示。单个受试者/单个通道/单个位置 图3显示了在不采用岛津LABNIRS系统（白色箭头）进行滤波的单次运行、单个受试者、单个通道手指大拇指敲击任务中，OxyHb（红色）和deOxyHb（蓝色）信号之间的反相关性。大脑覆盖最优的帽子设计 两位受试者相应大脑半球上的光极放置如图4所示。表1中包含了每个通道解剖学位置的示例（单个受试者），采用现行蒙特利尔神经学研究所系统（Montreal Neurological Institute）以标准解剖学坐标表示（ICBM152，Mazziota等人，2001年）。由于NIRS不会和MRI一样提供结构信息，使用标准脑图谱将通道位置与已知解剖结构相关联。 在两位受试者身上，光极被放置在相似的头部位置上，以便获得来自几乎相应脑区的皮质信号。探针被放置在每位受试者的头部，和被定义为从鼻根通过Cz到枕骨隆突的中线对齐。探针的位置以10-20国际坐标系统（Jasper，1958年）为基础，可提供与皮质解剖结构之间的准确关系（Koessler等人，2009年）。诸如PATRIOT Polhemus（Colchester，VT）等3D磁数字化仪通常被用于识别光极位置从而识别每位受试者的通道位置，根据受试者头骨的形状和尺寸进行标准化（Singh等人，2003年）。除了个体光极的位置之外，还记录了头部解剖学标志的三维坐标（Okamoto等人，2004年）。这些坐标被用于估计每个通道的位置，由发射器-检测器光极对采用比如NIRS-SPM （http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/）（一种基于MATLAB的应用）等标准软件包进行定义。继续所有渠道。表1 通道为止MNI坐标示例通道几何中心位置：MNI坐标 图4两个脑半球的通道分布 两个或以上个体的新神经系统科学 两人或以上个体间互动的近期研究已经证实了NIRS技术的功效，目前正引领着一种个体间自然交流的新神经系统科学之路（Babiloni和Astolfi，2014年；Scholkmann等人，2013年）。技术、计算算法和实验范式的突破，为社会大脑理论框架开发、以及通常社交功能受损的多种精神疾病和神经疾病的治疗的未来进展保证了一个质的飞跃。一种新的神经系统科学的新型基础，源于用以观察特定功能相关大脑间同步的高级计算方法。例如，已经采用小波分析测量了某项计算机任务合作过程中额叶皮质信号的一致性，并且显示了在同一个任务上进行竞争的受试者之间的一致性更高，表明了一种对合作特定的人际关系敏感的神经生理学底物（Cui等人，2013年）。在一项采用四个受试者群组同步记录的方法进行的合作性文字游戏中报告了相似的额极结果（Nozawa等人，2016年）。采用左前额和顶叶脑区同步NIRS记录的方法，对群组中领导者和追随者的出现进行了研究。研究发现揭露了团队领导者的出现，与领导者和追随者之间神经同步相对于追随者之间同步的增加相关（Jiang等人，2015年）。这些发现表明，未来可采用超高扫描方法和NIRS来了解领导能力的神经学机制。面对面交流中观察到的大脑间左半球神经同步相对于背对背交流中同步的增加表明面部表情为人际交流提供了特殊的神经信号，并且为将生动面部表情作为自然个体间交流的基础组成部分的研究指明了道路（Jiang等人，2012年）。参与某项手指敲击模仿人物的两个大脑的运动前区的同步，大于以自身步调进行的控制任务中的同步（Holper等人，2012年）。目光接触也可以增加大脑之间的一致性（Hirsch等人，2017年）。其他示例包括合作性按按钮（Funane等人，2011年）和正回任务（Dommer等人，2012年）。这些研究发现都为关于大脑间作用特定于某些神经区域、以及在不同人际交流条件下一致性出现增加提供了证据。这些基础性发现是记录基于NIRS的新型超高扫描技术潜在重要性的早期切入点，并且前进的轨迹正在以非常快的速度移动。当两人互相对话时两个大脑会发生什么？ 在我们对健康成人配对组之间面对面交流过程中进行的大脑间同步互动早期研究中，在15秒的回合内关于对话和倾听对象的画面交替出现。这些回合是结构化的，并且决定了讲话和倾听的顺序。对受试者配对组在独白/对话和面对面/阻挡条件下获得的信号的神经活动进行了比较。三分钟的运行时间被分为十二个15秒长的回合。此处假设与独白相比，在对话过程中讲话及倾听相关的脑区中大脑内和大脑间同步将增加。对于每个回合，监视器上将显示某个对象的单独照片并由每位受试者查看。任务在面对面交流条件下以及面部被阻隔的条件下（即受试者无法看到他们的搭档）进行。结构化独白任务：在第一个示例中，受试者1识别了图片对象并提供了和对象相关的口头叙述。受试者2进行了倾听但并未回应。第二个回合采用了一个新的图片。受试者2说出了对象的名字并进行了口头叙述，而受试者1则进行了倾听。这种讲话和倾听的交换持续了3分钟，如图5所示。结构化对话任务：除了讲话的人对先前讲话人叙述进行了回应之外，结构化对话任务和结构化独白任务是相同的。预期是对话条件将揭露面对面条件下由于动态互动强度变化而到导致的语言系统的上调。 图5. 独白和对话范式 图6. 单独通道的fNIRS信号：通道12背外侧前额叶皮层（DLPFC，顶行）和通道18额极皮质（底行）显示了讲话和倾听过程中来自两位互动受试者的同源位置S1和S2的反相关信号。图片显示了OxyHb（中列）和deOxyHb（右列）的信号平均值并证实了配对受试者之间对应于角色变换（倾听和说话）的预期反相关性、以及OxyHb和deOxyHb信号之间的反相关性。 图6展示了两位受试者源自对讲话和倾听敏感的脑区S1和S2的信号之间的反相关性。和fNIRS信号的预期相同，每位受试者每个通道内的deOxyHb和OxyHb信号反相关（详见上文吸收光谱和示例）。对话过程中大脑内功能连接性大于独白期间：采用常规线性模型和心理生理互动（PPI）分析技术。 旨在了解传统人物相关、单个大脑功能连接性作用的分析，证实了面对面互动中对话的神经显著性。大脑偏远区域间功能连接性的测量表明，和独白相比在对话过程中同步会增加。尤其是在一项面部敏感性大脑区域梭状回（Kanwisher等人，1997年）被选定为重点区域的心理生理学互动（PPI）（Friston等人，1997年）的分析中，证实了面对面目光下对话可以增强威尔尼克语言区和布鲁卡语言区之间神经共变的强度（图7）。研究发现证实了对面对面过程中布鲁卡语言区和威尔尼克语言区间互动性增加的规范性语言系统的预期。对话过程中大脑间一致性大于独白过程：旨在研究大脑间互动的大脑间一致性（采用小波比较）。 根据内部（大脑内）功能连接性研究发现预计，这些区域在面对面条件下也会产生大脑间的共鸣。根据在每个通道获得的分级信号的小波核心，为对话（红色）和独白（蓝色）条件下的大脑间一致性（图8A）进行了绘图。对于两个大脑间大脑区域所有可行配对都以不偏不倚的方式进行了考虑。仅在对话和独白条件下发现了布鲁卡-威尔尼克语言区配对的核心范围内约6.34秒的大脑间一致性的显著差异（x轴）。语言产生区域（布鲁卡语言区）和语言接收区域（威尔尼克语言区）推定功能之间的大脑间一致性和这些研究发现一致，并且和以当前对这些区域的了解为基础的预期结果一致（图8B）（Jiang等人，2012年）。 图7. 在双方面对面目光下，对话条件下的大脑内功能连接性（PPI）大于独白条件下。依据是梭状区（绿色），连接区域（p ≤ 0.05）为布鲁卡区（-55, 20, 16）和威尔尼克区（-48, -36, 40）deOxyHb信号。（Hirsch, J., Noah, A., Zhang, X., Yahil, S., Lapborisuth, P., & Biriotti, M.（2014年10月）。背外侧前额叶皮层内专用于人际交流的神经专区：一项NIRS研究。神经系统科学协会年度会议上的演讲，美国伊利诺斯州芝加哥。） 这些研究表明了采用fNIRS和超高扫描技术研究互动人脑间动态关系的潜在未来方向。此外，语言超高扫描研究记录了诸如语言系统组分等广为人知的功能性神经解剖结构是可以采用fNIRS观察到的，而且两个个体间大脑一致性和同步的其他特征可以被作为新型探索方向进行研究，以便对作为社交互动神经事件基础的未知问题进行表征。这些研究还证实了光极覆盖范围可涵盖整个头部表面的技术的优势（Zhang等人，2016；Zhang等人，2017年；Dravida等人，2017年）。由于神经系统依赖于多个区域之间的信号合作（整体性原则），最成功的NIRS技术将取决于整个大脑的大脑功能采样。潜在获益包括可实现人际交往和相互交往过程中涉及的神经组织原则的方法及技术的标志性突破。进一步的研究可采用这些新的技术来进一步了解交流障碍的神经学基础，以及发育障碍中的社交能力障碍的神经学基础是如何偏离正常发育基础的。 之后我们应该怎么做？ 功能性NIRS是一种正在快速成长的神经成像技术，在过去的20年间每3.5年相关著作数量就会翻一倍（Boas等人，2014年），且目前的增长轨迹呈指数型。主要开发领域包括神经发育、感知和认知、运动控制、以及精神疾病及神经疾病和治疗等传统神经系统科学主流领域中应用的仪器、分析方法、以及实验程序优化。神经反馈（Lapborisuth等人，2017年）和成人冲突认知神经系统科学（Noah等人，2017年）的近期应用展现了这些新的目录。不过，fNIRS的主要优势和自然环境中信号获取相关，而不受到高磁场以及限制头部运动及交流的不适成像条件带来的局限性的限制。这些优势让fNIRS成为了神经系统科学领域一种新前沿的潜力领先技术；这一前沿旨在了解社会行为和大脑间人际互动的神经相关性（Pinti等人，2015年；Noah等人，2015年；Hirsch等人，2017年）。旨在实现这一主要进展的各方各面基本已就绪。这一特定最终目标的关键开发优先事项 包括：1) 专注于代表和系统及其他非神经组分区分的信号的神经贡献的信号组分的计算算法（Kirilina等人，2012年； Zhang 等人，2016年）；2) 光极完全覆盖头部以便获取潜在远程神经回路的动态活动；3) 同步EEG、fNIRS、以及眼部追踪综合测量（例如）用于远程大脑机制综合性报告的多模式系统。BRAIN倡议和fNIRS作为主流神经技术兴起的共同发生，催动了专门针对两个或以上个体之间人际互动的未开发神经系统的有效潜力。 图8. 大脑间同步的一致性分析。A. 为独白（蓝线）和对话（红线）条件下威尔尼克及布鲁卡语言区（WA和BA）的deOxyHb fNIRS信号绘制了一致性，表明了和独白相比对话条件下同步性显著更高（p 0.005），并且仅在面对面条件下观察到。研究发现在成对受试者中具有双边意义，并且在目标区域方面无偏倚。B. 这些一致性研究结果仅限于布鲁卡和威尔尼克语言区（群组数据）。（Hirsch, J., Noah, A., Zhang, X., Yahil, S., Lapborisuth, P., & Biriotti, M.（2014年10月）。背外侧前额叶皮层内专用于人际交流的神经专区：一项NIRS研究。神经系统科学协会年度会议上的演讲，美国伊利诺斯州芝加哥。）参考文献Babiloni, F., & Astolfi, L. (2014).Social neuroscience and hyperscanning techniques: past, present and future.Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 44, 76-93.Boas, D. A., Elwell, C. E., Ferrari, M., & Taga, G. (2014).Twenty years of functional near-infrared spectroscopy: Introduction for the special issue.Neuroimage, 85, 1-5.Cui, X., Bryant, D. M., & Reiss, A. L. (2012).NIRS-based hyperscanning reveals increased interpersonal coherence in superior frontal cortex durintion and methodology.Neuroimage, 85, 6-27.Singh, M., Kim, S., & Kim, T. S. (2003).Correlation between BOLD‐fMRI and EEG signal changes in response to visual stimulus frequency in humans.Magnetic Resonance in Medicine, 49(1), 108-114.The White House, Office of the Press Secretary.(2013).Remarks by the President on the BRAIN Initiative and American Innovation [Press release].Retrieved fromhttps://www.whitehouse.gov/the-press-office/2013/04/02/remarks-pr esident-brain-initiative-and-american-innovationZhang, X., Noah, J. A., & Hirsch, J. (2016).Separation of the global and local components in functional near-infrared spectroscopy signals using principal component spatial filtering.Neurophotonics,3(1), 015004-015004.Zhang, X., Noah, J. A., Dravida, S., & Hirsch, J. (2017).Signal processing of functional NIRS data acquired during overt speaking.Neurophotonics, 4(4), 041409. doi: doi:10.1117/1.NPh.4.4.041409

p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 近日，中国科学院生物物理研究所完成我国首台基于原子磁力计的新型多通道脑磁图系统原型机，并成功获得高质量脑磁信号。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 脑磁图（MEG）设备可通过探测大脑神经活动产生的颅外微弱的磁信号，来反映神经活动发生的位置和时间过程。与其他脑成像技术相比，脑磁图设备能观测到功能磁共振成像（fMRI）无法获得的脑功能实时动态信息，空间定位精度显著高于脑电（EEG），且安全、无创，是脑科学研究中的先进技术手段。脑磁图在临床医学上也有重要应用，例如在癫痫病灶的定位、术前语言功能区定位等领域具有特殊重要的作用。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 传统脑磁图设备基于超导量子干涉仪（SQUID），需在超低温下运行，购置和运行成本高昂，且探头位置固定并距头皮较远，适应性差，大大妨碍了该技术的普及。基于原子磁力计的脑磁图系统是近年来新出现的技术，可在常温下工作，探头可紧贴头皮，具备低建设/运行成本、高灵敏度和高适应性（可做成可穿戴式系统）的优势，有望提高脑磁图普及率并拓展到更多的研究和临床领域。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 生物物理所已成功搭建一套12通道的原子磁力计脑磁图原型机，其中包含96通道3D打印个性化定制，可兼容多种探测器可调型脑磁图头盔等创新技术，并已成功获得高质量脑磁成像信号。与传统SQUID脑磁图系统相比，该原型机信噪比局部提高一倍以上，在某些应用上，通过调整探测器布置，可使用比传统SQUID脑磁图少得多的探头就能达到相同或更高的定位精度。该原型机可有效探测海马、小脑等传统脑磁无法有效探测的脑深部区域，还可有效应用于传统脑磁图难以应用的低龄儿童、帕金森患者等群体，在发育心理学和脑疾病诊断等领域有着潜在的应用前景。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: left " 相关研究由生物物理所脑与认知科学国家重点实验室完成。该实验室已装备国内首台科研专用3T、7T人类磁共振成像系统和传统脑磁图系统。 /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/d829f8d2-1fea-4093-abc8-71f31428286c.jpg" title=" 1.png" alt=" 1.png" / /p p style=" text-indent: 2em text-align: center " 原子磁力计脑磁图原型机 br/ /p

受神经形态计算并行处理能力的启发，多通道超构成像（meta-imaging）在成像系统的分辨率增强和边缘识别方面取得了相当大的进步，甚至扩展到中远红外光谱。目前典型的多通道红外成像系统由分离的光栅或合并的多个相机构成，这需要复杂的电路设计和巨大的功耗，阻碍了先进的类人眼成像器的实现。近期，由成都大学郭俊雄特聘研究员、清华大学Yu Liu、电子科技大学黄文教授和北京师范大学张金星教授领导的科研团队开发了一种由铁电超畴（superdomain）驱动的可打印石墨烯等离子体光电探测器阵列，用于具有增强边缘识别能力的多通道超构红外成像。通过直接重新调整铁电超畴而不是重建分离光栅，所制造的光电探测器在零偏压下表现出多光谱响应。与单通道探测器相比，研究人员所开发的多通道红外成像技术表现出更强和更快的形状分类（98.1%）和边缘检测（98.2%）。研究人员开发的概念验证光电探测器阵列简化了多通道红外成像系统，并为人脑型机器视觉中的高效边缘检测提供了潜在的解决方案。相关研究成果以“Type-printable photodetector arrays for multichannel meta-infrared imaging”为题发表在Nature Communications期刊上。基于“活字印刷式”多通道光电探测器阵列的红外成像使用铁电超畴打印的光电探测器的多通道超构红外成像技术方案如上图所示。与多个相机的合并不同，所提出的超构成像的像素点被设计为使用通过“活字印刷式”探测器实施的单个孔径实现并行多通道。通过将单层石墨烯和具有纳米级宽度条纹超畴的BiFeO₃ （BFO）薄膜集成，研究人员开发了一种简单的双端零偏压多通道阵列（MCA）探测器，用于超构红外成像。基于拉曼信号的载流子密度空间监测表明，通过重新调整铁电超畴可以实现石墨烯导电性的非均匀图案化。当工作在零偏压和室温下时，所开发的器件阵列在中红外区域表现出可调谐的透射光谱和选择性响应。“活字印刷式”等离子体光电探测器的制造和架构为了验证这种可打印架构的性能，研究人员通过重新调整铁电畴宽度（对应于活字印刷技术的排版过程）在同一BFO薄膜上制作了一个器件阵列。研究人员重点研究了石墨烯/ BFO超畴（不同宽度）混合结构的光谱响应。所开发的光电探测器实现了约30 mA W⁻ ¹ 的增强响应度和10⁹ Jones数量级的比探测率（D*）。“活字印刷式”光电探测器阵列的表征重要的是，研究人员展示了MCA光电探测器在红外成像应用中的集成，与单通道阵列（SCA）探测器相比，显示出对整体目标形状和边缘检测的更高识别精度，以及更快的训练和识别速度。“活字印刷式”探测器在手势红外成像和识别中的应用总而言之，通过将单层石墨烯和具有纳米级宽条纹超畴的BFO薄膜集成，研究人员开发了一种可打印的光电探测器阵列，证明了这种类型的器件阵列是为多通道超构红外成像应用而设计的，并实现了增强的边缘检测。所开发的可打印光电探测器在零偏压下工作，在室温下表现出约30 mA W⁻ ¹ 的高响应度。这可以归因于石墨烯等离子体与入射光的共振耦合。此外，器件阵列在中红外区域表现出选择性响应，这是通过在环境条件下直接重新调整BFO超畴宽度实现的。这项研究证明，通过在纳米尺度上改变铁电畴可精确控制石墨烯载流子密度。与依赖复杂纳米制造技术的传统器件相比，石墨烯片与不同衬底的兼容性提供了多种优势。此外，该研究还证明了MCA探测器可以增强红外成像中的形状和边缘检测。这些特性使得未来具有简单的电路设计和低功耗的集成光电子平台成为可能。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-49592-4

p 　　 strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 氨逃逸分析的意义 /span /strong br/ /p p 　　当前，随着我国经济的持续发展，能源压力日趋紧张，环境污染已严重危害到我国人民的健康和生活质量。近年来河北、山东、北京等地被持续的大范围雾霾天气所笼罩，引发全社会的广泛关注。二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物这三项是雾霾主要组成。为了降低经济快速发展带来的雾霾、臭氧层破坏、温室效应及酸雨现象，我国要求使用燃煤的工厂(主要是火电厂和水泥厂)安装脱硝装置，降低氮氧化物的排放。 /p p 　　国内外应用较多且工艺成熟的选择性催化还原法(SCR)和选择性非催化还原法(SNCR)烟气脱硝，均需要向烟气中喷入还原剂氨，使烟气中的氮氧化物还原成氮。 /p p 　　为了保证氮氧化物充分反应，提高脱硝效率，需要实现还原剂氨注入量的最优化。如果喷氨过多，则会产生氨逃逸，造成更严重的危害： /p p 　　1.逃逸的氨与烟气中的SO sub 3 /sub 反应生成NH sub 4 /sub HSO sub 4 /sub ，当后续烟道烟温降低时，NH sub 4 /sub HSO sub 4 /sub 就会附着在空气预热器表面和飞灰颗粒物表面。 /p p 　　2.NH sub 4 /sub HSO sub 4 /sub 可以沉积并积聚在催化剂表面，引起催化剂的失活。 /p p 　　3.NH sub 4 /sub HSO sub 4 /sub 在低于150℃时，以液态形式存在，腐蚀空气预热器，并通过与飞灰表面物反应而改变飞灰颗粒物的表面形状，最终形成一种大团状粘性的腐蚀性物质。 /p p 　　4.这种飞灰颗粒物和在空气预热器换热表面形成的NH sub 4 /sub HSO sub 4 /sub 会导致空气预热器的压损急剧增大。 /p p 　　5.逃逸的氨导致飞灰化学性质发生改变，使得飞灰不能作为建材原料而得到利用。 /p p 　　所以，脱硝工艺喷氨量的控制，既要保障脱硝效率最高，又不能过量喷氨造成新的危害，需要对氨逃逸进行实时准确的在线分析。作为脱硝工艺中必不可少的关键监测设备，氨逃逸的准确稳定测量，对提高工业效率和安全生产有着重要的意义。 /p p 　　 strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 氨逃逸分析的现状 /span /strong /p p 　　目前电力行业脱硝工艺基本上已经装配了氨逃逸在线分析系统，但在实际运行过程中这些氨逃逸在线分析系统往往存在着一些普遍性问题： /p p 　　1.氨逃逸数据为0或某个固定值，或只有仪表自身噪声信号，没有真正检测出逃逸氨，给性能验收和环保验收带来麻烦。 /p p 　　2.增大或减少喷氨量，氨逃逸数据无变化，没有趋势相关性，无法为电厂控制喷氨流量提供科学的数据参考。为了NOx达标排放可能会喷氨过量，造成氨水浪费和形成大量铵盐对后面设备造成严重腐蚀。 /p p 　　3.传统氨逃逸不能随时通标气进行验证，不能确保数据的准确性。 /p p 　　通过对这些氨逃逸设备实地调研分析，发现这些设备主要采用原位测量方式，将设备的发射端和接收端分别安装在烟道上，采取对射的方式。这种测量方式会有以下几种影响： /p p 　　1.测量点位置粉尘量大，激光透射率不足，导致无法测量。 /p p 　　2.为了解决透射率不足无法测量的问题，很多原位式分析仪采用斜角安装方式，即在烟道一角采取对射安装。这种方式测量的氨逃逸不具有代表性，不能反映烟道截面的真实状况，同时粉尘对测量仍然会造成影响。 /p p 　　3.测量精度和测量下限与光程相关，光程越长，测量精度和测量下限越好。采用斜角安装方式测量光程短，测量下限和精度不够，无法满足氨逃逸精确测量的需求。 /p p 　　4.现场振动和热膨胀因素，会造成激光对射不准，影响正常使用。 /p p 　　5.无法通标气标定和验证。 /p p 　　正是由于上述原因，原位式脱硝氨逃逸分析仪在实际使用中遇到了众多的困难，为了解决这些问题，国内一些企业将国外进口的分析仪进行改造，自己设计加工样气室，采用抽取式去除粉尘，抽取样气进入样气室测量，但是由于自身不掌握TDLAS核心技术，在改造过程中存在诸多技术问题及测量光程不够等因素，也没有取得良好的测量效果。 /p p 　　 strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 多通道近位抽取高精度测量技术应用 /span /strong /p p 　　针对上述问题和现状，北京大方科技有限责任公司基于自身掌握的TDLAS核心技术，将多通道近位抽取及多次反射高精度测量技术应用于氨逃逸在线分析，成功解决上述问题，并得到了广泛应用。 /p p 　　一、采用高精度多次反射长光程技术 /p p 　　鉴于脱硝工程中氨逃逸对环境和设备的巨大危害，环保部对脱硝工艺中氨逃逸量有严格的规范。环保部2010年1月发布的环发[2010]10号《火电厂氮氧化物防治技术政策》以及2010年2月发布的标准HJ562-2010《火电厂烟气脱硝工程技术规范----选择性催化还原法》皆要求SCR氨逃逸控制在2.5mg/m sup 3 /sup (干基，标准状态)以下。因此，脱硝工程中的氨逃逸量极低(ppm量级)，这对氨逃逸分析仪的测量精度提出了极高的要求。 /p p 　　目前测量氨逃逸通常采用可调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS技术)，其基本原理是朗伯-比尔定律(Beer-Lambert’s law)，依据朗伯-比尔定律，当单色光穿过均匀气体介质时透射光强和入射光强的关系, 如方程(1)、(2)所示： /p p style=" margin-left:13px text-indent:21px line-height:150% text-autospace:none" span style=" font-size:21px line-height:150% font-family:仿宋" & nbsp img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201710/noimg/f1b1356f-e59a-4815-a181-8722c53bd3d8.jpg" title=" 公式.png" / & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp /span /p p 　　其中，P 为气体的压力； /p p 　　T 是样品气体的温度； /p p 　　Xabs 是被测气体在样品气体中的摩尔百分比； /p p 　　L 为光程长度； /p p 　　S 为吸收谱线的强度； /p p 　　fn为吸收谱线的线型函数。 /p p 　　由公式可知光程长度越长，气体的吸收强度越强，所得到信号的信噪比越好，也就是说测量光程越长，测量精度越高。大方科技自主开发多次反射高温样气室，激光在样气室中多次反射，如图1为多次反射技术样气室中光路轨迹仿真图，光程可达30米，极大的提高了测量精度和检测下限。通过光程的提高，很大程度的解决了传统氨逃逸光程短、测量精度不足的问题。 /p p style=" text-align: center " 　 img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201710/noimg/5c6248b5-acb0-4782-b0e4-1b81f607f144.jpg" title=" 图1.png" / 　 /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 图1.大方科技多次反射技术样气室中光路轨迹仿真图 /span /p p 　　二、多通道近位抽取测量技术应用 /p p 　　针对原位式氨逃逸在线分析系统受烟尘和烟道震动影响等因素，大多数氨逃逸在线分析系统已采用抽取式技术路线，将烟气抽出经过预处理后进行测量，很好的解决了上述问题。目前已有的抽取式氨逃逸在线监测系统多采用单点取样，将一根取样探杆沿烟道长边中心位置插入至烟道核心区域，虽然和传统的原位式氨逃逸分析仪安装在烟道角落位置相比，目前单点核心区域抽取更具代表性，但对于大型机组烟道尺寸很大(通常长边可达13米以上)的情况下，烟道内流场分布复杂，截面上氨逃逸浓度也不尽相同，为了更准确的代表烟道中氨逃逸的浓度，需要实现多点测量。如果单点测量是一台通用测量设备，那么多点测量则是一台高端设备，满足高质量、高要求用户的需求。 /p p 　　大方科技在抽取式技术路线基础上，通过产品小型化、外置过滤装置、减震安装装置设计、近位恒温控制、流路控制等成功实现多通道近位测量技术。近位测量实现取样气体从取样探杆出来直接进入分析气室，不需要伴热管线，减少了系统的响应时间，降低氨气吸附的风险，降低伴热管线堵塞及损坏的可能，提高了系统的可靠性和耐用性。取样点的位置和取样探杆的长度可根据现场情况设计，既可实现同一烟道多点同时测量，也可以实现多烟道多通道测量，且每个取样点可独立反吹。通道数量可以1~6任意扩展。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201710/noimg/9f23d8c0-cf6c-42b2-ac42-dc46822639d5.jpg" title=" 图片2.png" / /p p style=" text-align: center " 　 span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 　图2.大方科技近位抽取氨逃逸在线分析系统主机实物图 /span /p p 　　大方科技率先开展氨逃逸的多点取样测量，成功实现了两点、三点、四点以及网格取样的应用，测量准确有代表性，得到了用户的高度评价。 /p p 　　三、复杂烟气工况高温近位抽取预处理技术应用 /p p 　　由于我国燃煤种类及燃烧工艺的复杂多样性，烟气具有高温、高湿、高腐蚀、高粉尘的特点，且每家的工况环境各异，这给氨逃逸的在线监测带来了不确定性。氨分子极易溶于水且具有极强的吸附性，因此要求整个系统中不能存在冷点，也不能降温除水，需要在高温下完成测量。由于烟气中存在大量的粉尘，要求预处理系统既能够将粉尘过滤掉，避免造成光学器件的污染，又不能堵塞，加大现场的维护量。烟气中含有SO3、NH3等腐蚀性气体，且湿度大，要求整个烟气流路需要做防腐处理。所以，开发适合我国烟气工况，且适应强的氨逃逸在线分析系统，其首要难点之一是烟气预处理系统的开发。 /p p 　　针对上述复杂工况，大方科技结合自身在烟气预处理多年摸爬打滚的经验，成功开发了稳定可靠的近位抽取预处理系统。抽取气体直接进入气室，不需要经过伴热管线，烟气接触的流路全程高温伴热250℃以上无冷点，避免氨气吸附和损失，保证样气真实性。系统滤芯采用碳化硅过滤器，在高温下不会与SO2、NH3等腐蚀性气体发生化学反应，且滤芯采用后置安装，无需专业工具拆卸，更换和清理极其方便。每个通道皆具有自动反吹控制，反吹间隔和反吹时长根据工况设置，有效避免滤芯堵塞。 /p p 　　对于氨逃逸监测而言，复杂的烟气工况环境是造成故障率攀升的主要原因。所以，预处理系统的稳定性和耐用性是氨逃逸监测设备的核心竞争力之一。大方科技近位抽取式预处理技术的应用，极大的提高了系统稳定性，结合多次反射长光程技术的应用，保障了测量结果的准确，为合理喷氨提供了科学的数据支撑。图3为大方科技氨逃逸在线分析系统现场趋势图，红色为喷氨量曲线，黄色为氨逃逸曲线，当系统的喷氨量发生变化时，氨逃逸数据曲线也相应地变化，从图上看喷氨量和氨逃逸曲线趋势一致，相关性高，为系统的安全、经济运行提供有价值的数据参考。 /p p style=" text-align: center " 　　 img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201710/noimg/f84c9423-8972-473b-83c6-2c3ca3349309.jpg" title=" 图3.png" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 图3.大方科技氨逃逸在线分析系统现场趋势图 /span /p p style=" text-align: right " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " span style=" color: rgb(0, 0, 0) " 【供稿来源：北京大方科技有限责任公司】 /span br/ /span /p

“新材料之 王”是什么？ 石墨是的一种同素异形体，质软，黑灰色，有油腻感。高定向热解石墨(highly oriented pyrolytic graphite)是指热解石墨，经高温处理使性能接近单晶石墨的一种新型石墨，简称HOPG。在2004年来自英国曼彻斯特大学的科学家们从高定向热解石墨中剥离出石墨片，然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上，撕开胶带，把石墨片一分为二，不断重复操作，于是薄片越来越薄，最 后，他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片，这就是石墨烯。（▲三层碳原子构成的石墨结构分子示意图）在分离出单层石墨烯之前，大多数物理学家认为，热力学涨落不允许任何二维晶体在有限温度下存在。所以，石墨烯的发现立即震撼了凝聚体物理学界。但是实际上石墨烯本来就存在于自然界，只是难以剥离出单层结构。石墨烯一层层叠起来就是石墨，厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯。铅笔在纸上轻轻划过，留下的痕迹就可能是一层甚至几层石墨烯。（▲由石墨烯构成的铅笔芯，图片取自央广网科普|习主席访英为何青睐&ldquo 奇迹材料&rdquo 石墨烯？2015-10-23） 石墨烯结构特点碳原子有4个价电子，石墨烯内部碳原子的3个电子生成sp2键，即每个碳原子都贡献一个位于pz轨道上的未成键电子，近邻原子的pz轨道与平面成垂直方向可形成&pi 键，新形成的&pi 键呈半填满状态。形成的石墨烯为复式六角形晶格，每个元胞中有两个碳原子，每个原子与最近邻的 3个原子间形成3个&sigma 键，剩余的一个p电子垂直于石墨烯平面，与周围原子形成&pi 键。（▲石墨烯结构示意图，石墨烯的蜂窝状晶格包括两层互相透入的三角形晶格，每个子晶格A的格点都位于其他子晶格B确定的三角形中央，共同形成石墨烯的蜂窝状晶格）（▲石墨烯结构的波失空间，石墨烯的晶体结构与倒格子，所谓倒格子是与晶格空间相对应傅里叶变换出来的波矢空间，或称动量空间）（▲石墨烯能带结构图）我们可以看出在 K 和 K&rsquo 点附近，费米面附近的电子能量E与波矢 k成线性的关系，E= F|hk|v , 其中k为准粒子动量，Vf =106 m/s，为费米速度。色散关系是近似线性的，这等效于动量与能量的关系为线性，这也就表明电子的速度为常量，并不受动量与动能的影响。在这种情况下，薛定谔方程来描述粒子的运动已经无效了，我们需要运用引入了相对论效应的狄拉克方程来描述。关于石墨烯非常高的电子迁移率的原因也是由于狄拉克点的存在，由于量子隧穿效应的影响，电子有概率穿过高于自身能量的势场。石墨烯的优势有什么？由于存在这样的特殊结构，石墨烯具备了超高的载流子迁移性，也就具备了良好的导电性和极高的信噪比以及时间分辨率。所有性能都基于结构，所以，石墨烯同样还具备轻盈，高导热性，做同样的功所消耗电力少，化学反应性强，强度高，比表面积大，高弹性高硬度等特点，发热少等优点。这么多优点又如此应用广泛，难怪石墨烯被称为&ldquo 黑金&rdquo ，是&ldquo 新材料之 王&rdquo ！2004年被发现，发现者2010年就获得了诺贝尔物理学奖，连我们的习大大都去参观了曼彻斯特大学的石墨烯研究所呢！在笔者看来最重要的一个特点是，单层的石墨烯近乎透明，对于应用场景的限制大大减少了。石墨烯如何制备？石墨烯之父采用的是机械剥离法，这个方法较为简便，将天然石墨块放在干净的二氧化硅SiO2上，上方用透明胶带反复剥离，从而得到石墨薄片。根据菲涅尔定律，在外部光源照射下，石墨烯与SiO2基底之间会因反射光强不同呈现光学反差，并且这种光学反差随着石墨样品厚度增加有着明显改变，借此办法来确定石墨烯是否为单层或多层。这个方法虽然简便，但不适合大规模生产。除此之外还有氧化还原法, 取向附生法, 碳化硅外延法, 赫默法以及化学气相沉积法(CVD)。CVD法简单说来就是用含碳有机气体为原料进行气相沉积制得石墨烯薄膜的方法，这也是目前科研机构制备石墨烯常用的方法。（▲化学气相沉积法CVD示意图）例如以铜Cu或镍Ni为基底，高温加热，并辅以甲烷作为碳源补充，使甲烷中的碳原子脱去氢，在基底上形成石墨烯。不同材质的基底对于碳原子溶解性不同，所以会产生&ldquo 石墨烯岛&rdquo 或&ldquo 石墨烯膜&rdquo ，通过控制气压高低可以获得单层石墨烯或多层石墨烯。 石墨烯的应用极高的信噪比和时间分辨率让石墨烯在生物电信号采集时具有极大的优势。目前的生物电传感器主要集中在膜片钳和微电极阵列，前者具备较高的空间分辨率，信噪比较好，但对生物体有损伤；后者没有损伤且可长时间记录生物体膜外信号，但是信噪比和空间分辨率相对较低。场效应晶体管是一种很好的代替微电极阵列的记录工具，利用场效应晶体管可以很好的记录小鼠大脑皮层或者海马区的神经电生理信号，也可以将其刺穿细胞膜来记录膜内电势差。这种技术信噪比较高，集成度也不错。石墨烯场效应晶体管和传统的场效应晶体管类似，但需要在石墨烯的表面做相应的修饰，使其能特异性识别某种分子或物质这样就既可以提高生物相容性和灵敏度，又能把石墨烯载流子迁移率高和载流子浓度高的特点发挥得淋漓尽致。上图为60通道石墨烯微电极阵列示意图，PI：1-&mu m-thick light-sensitive polyimide，即1微米厚光敏聚酰亚胺1，以此装置记录大鼠胚胎分离的神经细胞电生理活动。上图为石墨烯晶体管进行细胞电信号记录示意图，在柔性聚酰亚胺基底和透明基底(蓝宝石，玻璃，SiO2 /Si) 上制备了石墨烯液栅晶体管器件如上图所示，并用其记录小鼠初级海马神经元的神经信号2，因石墨烯材料透明的特点，同时结合倒置光学显微镜，观察细胞的光学特征。上图是石墨烯晶体管上培养的神经元细胞图，培养21天后的神经元进行免疫荧光染色2，DAPI(红色)和anti-Synapsin(绿色)染色，分别胞体和突触囊泡）机械剥离的石墨烯对心肌细胞电生理信号的记录3，A：在不同water gate potentias下记录的数据。蓝色、绿色和红色分别代表在 +0.05、+0.10 和 +0.15 V 下所记录。相应的灵敏度分别为 2020、398 和 2290 &mu S/V。B：所选栅极电位的代表性扩展峰值。蓝色类似于在石墨烯 FET 的 p 型器件极性处记录的结果，红色峰代表在n型器件极性处记录的结果，绿色峰代表在Gra-FET的狄拉克点附近记录的结果。上图为16通道石墨烯晶体管阵列记录HL-1细胞电生理信号4， 比例尺为100 &mu m。一个石墨烯场效应晶体管阵列中8个晶体管在数十秒（h）和数百秒(i)内同时记录电流的情况。图：细胞相容性测试，37摄氏度下，不同浓度纯石墨烯（上）和氧化石墨烯（下）处理Vero细胞后的存活率情况5。 石墨烯最 新应用研究近日，来自曼彻斯特大学的纳米医学实验室的研究者们利用利用石墨烯近乎透明的特点，监测脑缺血小鼠大脑皮层的电信号，并同时监测皮层血流灌注量变化情况，因为石墨烯近乎透明的性质，在激光成像下不会产生激光伪影（如下图所示）。（▲利用石墨烯透明的特点，监测脑缺血小鼠大脑皮层的电信号，并同时监测皮层血流灌注量变化情况，由RWD RFLSI Ⅲ激光散斑血流成像系统采集）总结石墨烯具备了许多神经电极活性材料的特性，如良好的相容性、化学稳定性、柔韧性、光学透明性和高导电性等，为更精 准的神经电生理研究提供了新的选择。识别下方二维码快来免费申请试用吧* 敬请期待下期内容，脑卒模型下的神经电生理相关特点。【参考文献】1：Du X, Wu L, Cheng J, Huang S, Cai Q, Jin Q, Zhao J. Graphene microelectrode arrays for neural activity detection. J Biol Phys. 2015 Sep 41(4):339-47.2. Veliev F, Han Z, Kalita D, Brianç on-Marjollet A, Bouchiat V, Delacour C. Recording Spikes Activity in Cultured Hippocampal Neurons Using Flexible or Transparent Graphene Transistors. Front Neurosci. 2017 11:466.3. Cohen-Karni T, Qing Q, Li Q, Fang Y, Lieber CM. Graphene and nanowire transistors for cellular interfaces and electrical recording. Nano Lett. 2010 Mar 10 10(3):1098-102.4. Hess LH, Jansen M, Maybeck V, Hauf MV, Seifert M, Stutzmann M, Sharp ID, Offenhä usser A, Garrido JA. Graphene transistor arrays for recording action potentials from electrogenic cells. Adv Mater. 2011 Nov 16 23(43):5045-9, 4968. 5. Sasidharan A, Panchakarla LS, Chandran P, Menon D, Nair S, Rao CN, Koyakutty M. Differential nano-bio interactions and toxicity effects of pristine versus functionalized graphene. Nanoscale. 2011 Jun 3(6):2461-4.

荧光显微成像技术对人们理解神经科学起了非常关键的作用。而最近一些年出现的各种超分辨显微成像技术和专门的荧光探针能够以超过以往普通光学显微镜的分辨率直接观察神经元亚细胞结构和蛋白质排列。并以直观可视方式揭示了神经细胞骨架组成、分布、运动和膜蛋白信号传导、突触下结构和功能，以及神经元−胶质细胞相互作用。同时超高分辨显微成像技术（Super Resolution,SR,下文中出现SR均指超高分辨率显微成像技术）对于许多自身免疫和神经退行性疾病模型中的分子靶点研究也提供了全新的强大工具。今年春，Werner等科学家在美国化学学会会刊（ACS)上最新发表了一篇综述，比较详实系统介绍了超高分辨率显微技术在神经科学上的最新应用进展。我们在此文基础上进行了编译整理。因文章较长，我们将分三期陆续介绍。本期介绍第一部分。1. 背景介绍成像技术是推动生命科学几乎所有学科基础研究的核心平台。在神经科学领域，近几十年来，共聚焦显微镜技术已成为分析神经组织的标准荧光成像技术。激光扫描共聚焦显微镜对固定的神经元样本进行观察，在扫描水平上提供了三维和多色图像并使单个细胞达到树突结构的分辨率。作为补充，电子显微镜（EM）用于获取神经元和亚区室超微结构的信息，并用于大脑的连通性分析。EM非常适合于神经元突触和囊泡、细胞器和膜构象的结构分析。然而，由于靶向特异性标记方法的局限性，基于EM的复杂样品中蛋白质和特定电子密度特征的识别受到限制。为了进一步理解神经元功能，包括双光子显微镜在内的几种活体视频显微镜应用的发展使神经元细胞培养的活细胞成像、器官型切片培养和动物模型的活体成像成为可能。同时，新的荧光染料、功能探针和荧光蛋白以及光遗传学方法和光驱动（如笼状化合物）不仅可以表征神经元，还可以操纵神经元及其从单分子水平到整个神经系统的相互作用。然而，荧光显微图像中可见细节的水平，即图像分辨率，仍然受到衍射极限的限制。一个多世纪以来，由λ/2NA定义的阿贝衍射极限（λ为波长，NA为显微镜物镜的数值孔径）决定了光学显微镜的分辨率极限，限制了两个位置小于200纳米的细节分辨。在过去的二十年中，超分辨显微镜（SRM）已经发展成为一种非常有效的亚细胞水平荧光成像和分辨细胞器结构的研究手段。SRM现在可以提供远低于常规光学显微镜衍射极限的空间分辨率，从而能够深入了解神经元细胞和组织中蛋白质的空间结构和相互作用。本文综述了超分辨显微镜和荧光标记方法及其在神经科学中的成功应用。我们将首先详细介绍各种SRM方法的基本原理、新的功能型荧光探针和标记技术。接着，我们将回顾SRM如何有助于我们理解神经元亚细胞结构和功能以及神经元−胶质细胞相互作用。此外，我们将概述超分辨率成像方法如何帮助研究自身免疫和神经退行性疾病的病理生理学。最后，我们将介绍这些新的成像方法是如何应用于神经精神疾病相关的人类样本的分析。由于该领域持续快速发展，我们最多只能代表一份中期报告。进一步的创新和新的显微镜方法的发展将使人们对神经系统功能有更详细的了解。 2. 神经科学中的超分辨率成像方法2.1. 光学衍射极限及其对神经科学的影响人类大脑包含超过800亿个神经元，每个神经元由数千个突触连接。因此，它构成了复杂神经元网络。这些网络的主要组成部分，例如突触神经末梢，显示的空间维度接近于光学衍射极限分辨率∼200 nm。释放递质的突触活性区（突触前细胞基质的特化区）的直径通常约为300±150 nm。突触小泡作为递质运输和释放的关键元件，其尺寸平均小10倍，直径为40−50nm。这些递质被释放到宽度为20-50nm的突触间隙中−再结合突触后受体。由于衍射极限的尺寸限制，胞吐机制和跨突触信号在传统的光学显微镜下基本上是无法观测到的，因此需要用提高10倍分辨率的方法进一步研究。（图1）。图1. 兴奋性突触结构组成。左图为兴奋性突触的油画示意图，右图为左图的灰度图像，其中浅紫色圆圈为衍射极限光斑；玫红色圆圈为兴奋性突触囊泡，约40-50nm；绿色为突触后膜AMPA受体，尺寸小于10nm；黄色部分为突触间隙，约20-30nm。 此外，大量参与突触信号传导的不同的分子，位于极小的突触内，造成很高的分子分布密度，这对微观研究具有挑战性。例如，对于较小的突触，兴奋性突触可以包含数百个小泡，对于大型苔藓纤维束突触，可以包含数千个小泡，每个小泡包含多达1万到10万个递质分子。在这些囊泡中，约有10±5个与释放部位对接，释放的递质平均与0−20 个NMDA受体和0−200个AMPA受体结合，而这些突触后受体又被320±130个突触后PSD-95密度蛋白分子环绕。由于加速电子的波长要短得多，因此EM是唯一能够解析突触纳米级结构的方法。然而，虽然传统的EM产生的电子密度图像具有极好的超微结构分辨率，但需要进行固定和靶向特异性标记的制样方法在很大程度上限制了蛋白质识别和神经元追踪。荧光显微镜可以很容易地对蛋白质进行选择性标记，但是受制于可见光的衍射（400−700 nm）使生成的图像无法实现对纳米结构的分析。 2.2.绕开光学衍射极限的光学显微镜方法 20世纪后期，人们开发了新的策略，通过利用物理或化学手段来区分不同荧光团的发射或减少同一时间荧光分子的数量，以尽量绕过衍射极限。减少荧光团的点扩散函数（PSF）的重叠可以通过生成光图案在集合级别以确定性方式进行，或者通过减少同一时间荧光团的数量在单分子水平上以随机方式进行。在下文中，我们将从确定性集合方法开始介绍，该方法将激光扫描共聚焦显微镜（CLSM）的有效空间分辨率推到理论极限。2.2.1. 确定性集合超高分辨率成像方法（Deterministic Ensemble SR-Imaging Methods） CLSM用针孔探测器阵列替换单点探测器，空间分辨率可以提高√2倍。CLSM测量每个扫描位置探测器每个点的荧光信号。在应用适当的算法后，生成分辨率提升的图像。这些所谓的像素重分配方法包括图像扫描显微镜（ISM）、重扫描共聚焦（RSC）、光学光子重分配（OPRA）、AiryScan和即时结构照明显微镜（iSIM）。对于信号检测，使用了诸如CCD相机、光电倍增管阵列、单光子雪崩二极管阵列和六角光纤束等探测器阵列。结构照明显微镜（SIM）在光路中插入光栅，产生与样品干涉的相干光束，生成横向和轴向方向不同的新照明图案。然后可以使用傅里叶变换提取这种新照明图案的信息，从而在所有三维空间中实现空间频率分解和分辨率倍增。SIM对样品制备的要求最低，并且可使用所有常规荧光探针，这些探针具有最低的光稳定性，并且可以很容易地扩展到多色成像。然而，当记录三维或长时间成像时，强烈建议使用光稳定性更高的荧光团。此外，SIM使用更低的激发强度，因此是活细胞SR实验的理想选择。为了获得更高的分辨率，引入了通过图案化饱和或荧光激发或图案化耗损光开关染料的非线性SIM（NL-SIM）。然而对染料开关特性的苛刻要求限制了NL-SIM在常规生命科学实验中的适用性。非线性SIM单位时间内还需要采集更多的图像，因此实际上仅限于2D成像。另一方面，掠入射（GI）-SIM显示了高达每秒266帧的快速超分辨率成像以及100nm分辨率，揭示前所未有的细胞器动力学细节。结构照明的局限性在于其对波长的普遍依赖性、与其他SR成像技术相比的低分辨率以及对系统稳定校准的需要。最后，后处理需要进行先验质量检查以避免伪影,例如由于高背景信号或不充分标记产生的低对比度图像导致的人工蜂窝图案。通过受激发射耗损(STED)显微镜进行超分辨率成像是一种实现更高空间分辨率的成像方法。这里，高斯分布的激发激光束被中空的甜甜圈样的耗损激光束覆盖，使扫描点外围的荧光团返回基态，这导致纳米级焦点区的直径与耗损光束的强度成反比，耗损光束的强度直接转换为STED显微镜的分辨能力：上图公式中λ为波长，n为折射率，α为物镜的收集角，ISTED为STED光束的照射强度，IS为饱和强度。因此，可以通过改变损耗激光强度来调整分辨率，可定制设计分辨率达30−80nm 的显微镜。STED显微成像可通过连续或脉冲激光激发、门控检测。带有脉冲激光的STED显微镜会降低激发能量，从而减少实时成像中的光毒性效应。STED显微镜中的时间门控检测可以去除荧光团光子到达时间前的空间信息，并且可以在较低的平均功率下工作。商品化STED能提供用户友好的高分辨率成像，无需进一步的数据后处理。活体成像，例如活体树突棘动态成像已经很成熟，但快速动态成像仅限于小帧尺寸，因为它仍然是点扫描方法，高激光强度可能会导致光损伤。STED通过应用自适应照明方式Dymin和rescue技术，可以明显减少光损伤。在Dymin STED中，在共聚焦模式下扫描时确定最低可能的STED光束强度。根据样品的标记密度，这将使STED光束强度降低20到100倍。Rescue STED同样通过减少STED激光开放的区域，从而比普通STED减少光漂白接近8倍。STED的另一个限制是对荧光团光稳定性的依赖，因为在高激光强度下会发生明显的光漂白。这影响了动力学的研究和三维图像的获取。值得注意的是，最近通过使用荧光团标记的寡核苷酸（瞬时结合到连接靶蛋白结合探针的互补寡核苷酸）或非结合荧光团来进行细胞STED成像，从而绕过了STED光漂白问题。这两种方法中，基于DNA互补标记的STED成像和超分辨率阴影成像SUSHI分别通过荧光团标记的寡核苷酸和高浓度的非结合和自由扩散的荧光团不断交换来防止光漂白。SUSHI的方法已经成功地用于活体脑片中细胞外间隙和神经肽的结构解析及其动力学的STED成像。如果使用具有毫秒或更长寿命的两种稳定状态的可逆切换荧光团来代替标准荧光团，则STED强度可以显著降低。可逆饱和切换光学线性荧光转换方法（RESOLFT）已通过可逆可切换荧光蛋白（reFPs）实现，并成功应用于活体海马脑片树突棘的超分辨率成像。2.2.2. 随机单分子SR成像方法（Stochastic Single-Molecule SR-Imaging Methods）上述的确定性方法是通过改变激发模式或相位掩膜来暂时控制荧光发射达到超分辨成像，而基于单分子的定位SR显微镜则是随机地在时间上分离单个荧光团的发射。单分子定位显微镜（SMLM）基于单个荧光团的随机激活，使用配备高灵敏相机（EMCCD或sCMOS）的宽场荧光显微镜进行单分子检测，以及精确的位置测定。通过将理想PSF与实际测量的光子分布拟合来进行分子定位。只要信号来自单个发射区，且单个发射区之间的距离大于显微镜能分辨的最小距离，则通过收集更多光子和最小化噪声，定位的标准误差可以任意小。激活和定位过程重复多次，所有定位最终用于重建超分辨率图像。为了确保在成像的任何时候，只有稀疏的小荧光团以其活性荧光形式存在（开启状态），使用了光开关、光转换、光激活或自发闪烁的荧光团。由于定位精度和最终图像分辨率取决于每次检测到的光子数量，通常采用明亮且稳定的荧光团与1 kW/cm2的辐照强度相结合的方式。根据所使用的荧光团不同，SMLM可达到10−50 nm横向分辨率。光激活荧光蛋白（FPs），自2006年以来已用于光激活定位显微镜（PALM），例如在405 nm的激光照射下可从关闭状态不可逆地转换为打开状态的PA-GFP和PA-mCherry 以及可通过适当波长的激光照射从一种波长状态不可逆地转移到另一种波长状态的光转换FPs，例如MEO。此外，还成功地应用了诸如Dronpa之类的光开关FPs，其在不同激发波长的激光照射下可在非荧光和荧光状态之间可逆地切换。对于活细胞应用，使用荧光蛋白的PALM是首选方法。因为在理想情况下，每个感兴趣的蛋白质都可以用荧光蛋白进行计量标记。然而，荧光蛋白比有机染料表现出更低的光稳定性和光子计数，从而降低了定位精度，并且通常需要更长的采集时间。此外，对于PALM成像而言，融合蛋白通常会过度表达，这可能会导致不真实图像，而用转基因变体替代显示野生型表达和功能的自身蛋白仍然具有挑战性。对于细胞内源性蛋白质的标记，通常使用有机染料的免疫标记。SMLM适用的有机染料必须是光开关、光激活或自发闪烁的，以实现单个染料发射的时间分离，但化学计量标记要困难得多。有机染料通常表现出较高的光子计数和光稳定性，从而使定位精度达到5−10nm。花菁染料Cy5和Alexa Fluor 647可以在荧光开启状态（其典型寿命为10 ms）和非荧光关闭状态（寿命为几秒，利用光开关缓冲液，缓冲液包括PBS，10−100mM硫醇，如ß-巯基乙缅（MEA），酶促氧清除剂，可以有/没有激活染料）之间可逆切换，为随机光学重建显微镜（STORM）和直接型STORM（dSTORM）的发展铺平了道路。近年来，应用于（d）STORM的染料已大大扩展，除了菁染料外，还包括罗丹明和恶嗪染料。有趣的是，最近的研究表明，即使是多个标记的抗体在光开关缓冲液中也呈现出类似于单发射的表现，因此适用于dSTORM实验。光活化染料的作用与光活化荧光蛋白相似。也就是说，它们在被光照射或自发激活之前处于非荧光状态。罗丹明衍生物PA-JF549和PA-JF646以及桥环菁染料Cy5B是已成功用于SMLM的光活化染料。此外，在没有光开关缓冲液的水溶液中，硅罗丹明HMSiR等自发闪烁染料也能应用于SMLM。最近，通过图案化照明方式实现更高的定位精度，单个荧光发射区的定位得到了改进。定位精度取决于信号的大小和强度，可以通过测量的PSF标准偏差的平方除以收集的光子数来估计。然而，包括拟合性能、标记密度、标记误差和显微镜漂移在内的其它参数决定了高定位精度是否可以转化为低于10 nm的空间分辨率。此外，到目前为止，因为SMLM方法成像需要昂贵的仪器和成像者具备广泛的专业知识，这在一定程度上阻碍了其广泛应用。2.2.3. SMLM-点累计纳米成像技术（PAINT，Point Accumulation for Imaging Nanoscale Topography）第一代SMLM技术依赖于荧光团的光开关和光激活，其分辨率需要有效地利用荧光团发出的光子数，而PAINT(point accumulation for imaging nanoscale topography)方法使用活的，与目标区域结构短瞬结合的染料。在成像过程中，被漂白的荧光团可以被成像介质中充足的新鲜荧光团不断置换替补。由于游离染料在采集单个图像帧期间在多个像素上快速扩散，因此它们仅显示为模糊背景且不能准确定位，而结合染料显示为PSF且能准确定位。因此PAINT的第一种方法是将荧光染料（如尼罗红）与细胞膜进行非特异性结合，然后进行光漂白和新的结合。此外，基于蛋白质片段的探针被用于单分子定位标记。在最近的一个研究中，将这种方法与传统的基于phalloidin的肌动蛋白标记方法进行了比较。通过引入通用PAINT（uPAINT）使Ni-Tris-NTA与转基因蛋白质上表达的His-Tags更特异结合，并可用于突触间隙成像。uPAINT也可以应用于其它标记方法，如免疫标记（内源性蛋白抗体、纳米抗体如绿色荧光蛋白）或受体配体结合。为了提高PAINT的适用性和特异性，引入DNA-PAINT方法。它使用长度小于10个核苷酸的短的可控的寡核苷酸链（成像链）瞬时标记其靶结合互补寡核苷酸链（对接链）。成像链与对接链的瞬时结合产生明显的闪烁。因此，荧光团开-关状态之间的切换与其光物理性质不直接关联。DNA-PAINT首先在DNA折纸（DNA-origami）上得到验证。DNA折纸是一种自组装的DNA结构（具有已知的大小），通过侧链和荧光团进行结合，并通过宽场显微镜观察。总的来说，DNA-PAINT是一种易于实现的SR成像标记方法，无需特定光物理特性的荧光团。因为探针可以在一轮结合后，从成像介质中置换补充荧光团，从而避免了光漂白。DNA-PAINT的缺点是图像获取时间长，这是由成像链与对接链的结合和解离速率决定的，以及荧光成像链的纳摩尔浓度引起的背景信号。尽管通过使用优化的DNA序列和缓冲条件，以及使用串联的周期性DNA结构域或通过短肽的卷曲螺旋相互作用（称为“Peptide-PAINT”），可以加快采集速度，但还是要利用全内反射荧光（TIRF）（仅限于对靠近盖玻片结构进行成像的特点），才能更好地减少成像链的背景信号。另一方面，基于DNA的探针提供了序列成像复用的明显优势，如Exchange PAINT中所述，已成功用于小鼠视网膜切片中多个结构的成像（图2）。Exchange PAINT的概念也被推广到dSTORM、STED、SIM和更传统的衍射限制的宽场和共聚焦荧光显微镜。最近，通过一种称为PRISM(probe-based imaging for sequential multiplexing)的基于DNA-PAINT的成像方法，实现了高达10个神经元蛋白质的分辨率约为20nm的多通道成像。该方法使用了低亲和力成像探针，该探针与突触、肌动蛋白和微管一抗上的对接链结合。图2 原代神经元中多个神经元靶点的多标Exchange-PAINT成像。（A）DNA-PAINT顺序成像的四种突触蛋白的超分辨图像：圆圈表示漂移校正的基准点；（B）为（A）中不带*的感兴趣区域的高放大倍率图和超分辨图像。（C）为（A）中带*的感兴趣区域的超分辨结果及单通道图像。2.2.4. 定量SMLM如果每个目标分子都可以单独标记和定位的话，与所有其他超分辨率成像技术相比，SMLM还可以提供有关分子分布和分子绝对数的单分子信息。然而，内源性蛋白质的定量免疫标记仍然是一个挑战，并且多标记抗体的不同定位数目也会使数据解释复杂化。另一方面，达到内源性表达水平比较困难，另外FPs蛋白成熟缓慢也同样会令定量化困难。然而，可以通过设计专门的对照实验估计拷贝数，并提取出有关生物目标结构分子的真实信息。借助合适的算法，SMLM可以提供有关拷贝数、聚类、共定位和复杂化学计量的数据，用于定量模型的生成和模拟。此外，还可以通过将突触结构信息与其功能关联来实现量化，例如膜片钳神经元的生物细胞素标记。例如，通过对链霉亲和素标记后膜片钳神经元进行STORM成像，结合CB1受体的免疫标记，然后在GABA能的海马轴突终端内定量，研究了内源性大麻素信号。本研究发现，与树突投射型中间神经元相比，胞周投射型中间神经元具有更高的CB1受体密度和更复杂的活动区。通过免疫标记和dSTORM研究了黑腹果蝇神经肌肉连接处内源性Bruchpilot（Brp）分子的数量。利用抗体滴定实验，确定了野生型神经肌肉连接处活性区细胞基质中Brp蛋白的数量为137个，其中四分之三以约15个七聚体簇状排列结合从相同组织样本记录的电生理数据，研究Brp如何组织控制活动区功能。利用DNA纳米结构作为校准，每个活性区Brp蛋白的数量估计通过定量DNA-PAINT（qPAINT）实验证实。此外，定量dSTORM实验表明，每个活性区Brp蛋白的数量和分布受突触标记蛋白-1的影响，这说明突触活性区递质释放的复杂性。在最近的一项研究中，使用Alexa Fluor 532和Alexa Fluor 647免疫标记的双色dSTORM已用于小鼠小脑平行纤维活性区中代谢型谷氨酸受体4（mGluR4）的定量研究（图3）。该研究还使用抗体滴定实验估计每个活性区平均包含约35个mGluR4分子，并排列在小纳米结构中。此外，mGluR4通常在munc-18-1和CaV2.1通道附近被发现，这支持了mGluR4与这些蛋白质相互作用以调节突触传递的观点。图3小鼠脑片中代谢型mGluR4受体定位定量双色dSTORM。上图：mGluR4和Bassoon免疫染色的小脑冠状切片的dSTORM图像，作为活性区参考。与宽场显微镜结果的比较。（A）DBSCAN聚类算法定义了近距离的En face活性区表面积（灰色）和mGluR4信号（品红）。（B）活性区大小的频率分布直方图（C）mGluR4信号到突触和突触外区域的映射。（D）通过Ripley H函数分析评估Bassoon和mGluR4的聚集分布。与随机分布的分子（蓝色、灰色）进行比较。虚线表示Ripley分析的最大值。这些研究显示了定量SMLM在神经科学研究中的潜力。可以预见，定量SMLM的进一步发展将为突触前和突触后蛋白质的功能关系，及其组织和结构的研究提供更有价值的信息。2.2.5. 组织三维（3D）SMLM虽然SMLM方法实现了仅几纳米的非常高的水平定位精度，但它需要特殊的方法来打破图像平面上方和下方PSF的对称性，来实现高轴向定位精度。实现高轴向定位精度的两种方法是PSF重塑和多焦面检测，通常用于在3D中精确定位荧光团。在SMLM中最常用的方法是通过在成像路径中插入单个柱面透镜从而不对称地扭曲PSF，利用光学像散原理来实现三维定位。基于像散方法的3D dSTORM技术还可以与光谱拆分相结合，对COS-7细胞中的网格蛋白表面小窝成像。像散引起的畸变程度由荧光团的轴向位置决定，因此可用于轴向位置计算。例如，3D散光SMLM已用于确定抑制性突触后密度区gephyrin蛋白和受体复合物的分布和拷贝数，或突触前活动区和突触后密度区各种成分的空间关系。采用双物镜像散成像方案，通过3D SMLM研究组织中肌动蛋白、血影蛋白和其他相关蛋白的结构，发现这些蛋白在轴突中形成190nm的周期性环状结构。替代方法包括使用相位掩模、变形镜实现双螺旋、四足或鞍点PSF重塑，和双焦面成像方法实现更大的轴向范围，并已成功应用于不同的应用中。为了在2D和3D中定位单个荧光发射区，已经开发了不同的算法和软件工具。在最近的一次综述中，列出了不同3D SMLM方法获得的水平和轴向分辨率，以供比较高30倍。此外，使用NHS染料对所有蛋白进行标记，然后进行迭代ExM，可以对高蛋白密度的结构或细胞器（如线粒体），实现与EM相比具有更高对比度的超微结构细节。为了在分子尺度上进行成像，ExM与SMLM方法（如dSTORM）相结合是一个理想的选择。然而在含有硫醇和盐的传统光转换缓冲液中，会发生荷电氢凝胶收缩。可通过使用低离子强度缓冲液或加入中性溶液使凝胶稳定以避免收缩。另一种策略是使用自发闪烁的荧光团（如HMSiR）在水中进行SMLM。通过Ex-dSTORM实现分子分辨率的关键是膨胀后标记，这增加了表位可及性，从而提高了标记效率并减少了标记错误。Ex-dSTORM超分辨成像已成功应用于原代细胞和神经元中微管和中心粒结构的解析。

沃的研究所这是一档关注“生命科学行业变化”的专题栏目。我们将从合作伙伴入手，每一期研究和解读一家科研机构或科研课题组、实验室的背后故事、相关方法论、使用的工具等等，帮助科研从业者获得启发和思考。本期【沃的研究所】对话主人公：尚蔚，博士研究生，华东师范大学生命科学学院袁小兵/潘逸萱课题组重要成员，本篇论文第一作者。恐高，其实跟我们每个人都息息相关。恐高反应会发生在每一个人身上，而恐高症患者会表现出对高度的非理性恐惧，即使暴露在很低的高处或者仅联想到高处时都会表现出对高度的非理性恐惧，这可能会对日常工作及生活带来一定的影响。那恐高反应究竟是如何产生的？科学界是如何解释这一现象？又该如何克服呢？2024年5月3日，华东师范大学生命科学学院袁小兵/潘逸萱团队在国际权威学术期刊Nature Communications 发表题为 A non-image-forming visual circuit mediates the innate fear of heights in male mice 的研究论文，他们对先天恐高反应开展研究，意外发现小鼠大脑中的非成像视觉系统诱发了恐高反应。 本期【沃的研究所】，我们将对话文章的第一作者尚蔚博士，一起深入了解小鼠先天恐高反应背后的神经机制。 逐层攻破技术瓶颈为探索恐高神经机理寻找靶点 尚蔚博士所在的课题组选择了广泛存在的生理视觉高度失衡的恐高来开展，他们首先建立行为学范式，细致观察小鼠在高台上的表现。曾有心理物理学家提出过这样一个假说，认为当人在高处时，随着人体与最近的静止物体之间的距离不断地增加，此时视觉提供的平衡信息会与前庭和躯体感觉系统提供的信息发生冲突，个体就容易出现晕眩的感觉，同时此时身体摆动幅度的增大，个体也会更容易感受到坠落，而这种对坠落的害怕会诱发个体的恐高情绪。根据心理物理学家的假说，尚博所在的课题组对视觉前庭和躯体感觉系统的作用进行了探究，发现视觉在恐高反应中发挥了主导作用。小鼠在高台上会出现类似于人类的恐高反应 课题组又参考了与视觉相关的先天恐惧行为学范式，通过视觉刺激（Looming Visual Stimuli ）来寻找可能参与调控恐高的核团。最后通过光纤记录和化学遗传等手段来调控目标核团和神经环路连接，观察小鼠在行为学实验中的表现是否会有所不同，进一步发现小鼠大脑中存在两条神经环路，在调控先天恐高反应中发挥相反的作用。这项研究成果的发表有利于帮助人们理解人类的恐高现象，并为后续恐高反应的神经机制研究提供了思路，也为后续药物开发提供了一些帮助。但由于目前神经科学领域对“恐高”的研究还十分有限，已有的研究主要集中在流行病学调查和影像学方面。尚博介绍道：“刚开始的时候我们完全不知道到底要怎么来研究恐高，以及如何建立一个比较可靠的行为学范式，而且提出评估恐高程度的指标也是经历了不断的修改，基本一切都是未知的；另一方面，我们组确实不是做行为和神经环路机制的，所以对技术和思路也不熟，包括研究过程中有一部分是需要去做前庭系统，我对前庭系统非常陌生。”为了观察小鼠的恐高表现，他们需要多次制作高台，尚博笑着说：“那段时间我们不是在买亚克力，就是在买亚克力的路上，淘宝的订单截图可以拉很长。”为了了解前庭系统，尚博甚至鼓起勇气联系了交大六院耳鼻喉科的师兄，后又经过导师的介绍，到上海交大交流学习了一段时间，才慢慢克服了这些技术难题。“在我看来，合作真的是非常重要，这项研究也是大家共同努力的结果！”尚博说。截至目前，这项研究还在继续。 无心插柳，顺应偶然性机遇蕴含在变化之中 谈及当时是怎么想到要研究这个课题，尚博笑言：“这还真的挺有趣的，确实是无心插柳柳成荫的故事。”说起来，尚博所在的课题组主要的研究方向其实是孤独症谱系障碍以及神经发育。尚博最开始加入团队的时候，主要对孤独症谱系障碍风险基因的神经机制展开研究。可是当时的课题进展并不顺利，实验结果也不稳定。但也正是在这一次次的挫败中，课题组偶然间发现，实验小鼠在旷场实验中的自发运动量和焦虑水平都没什么变化，在高架O迷宫中却表现得特别焦虑，对高度的刺激非常敏感。他们又开始查阅文献、探究基因突变小鼠异常恐高的原因……“确实没想到当初那个课题能发展到现在这样。”尚博说。一次偶然，课题组开始了对恐高症的研究；又一次机缘巧合，课题组开始了与瑞沃德的合作。“其实在第一轮投稿的时候，我们已经通过化学遗传的方法发现了腹侧外侧膝状核（vLGN），特别是其中的抑制性 GABA 能神经元，还有 vLGN 到下游中央导水管周围灰质（Periaqueductal gray, PAG）参与调控恐高。但因为化学遗传没能实时观察到神经元对高度刺激的响应，所以审稿人明确提出希望我们可以补充光纤记录的实验。”说来也巧，刚好在补实验阶段，实验室就有一台瑞沃德的光纤记录系统。尚博所在实验室里的瑞沃德光纤记录系统 “我们用瑞沃德光纤记录系统做了对照实验，发现确实取得了很好的结果。而且我们原来第一轮投出的内容，它使用到的技术其实比较单一，在后面补实验增加了光纤记录这样在神经环路领域比较常用的技术，得到了导师的认可，这也对于我们这一项成果的发表有很大的帮助。”尚博在交谈中也对瑞沃德光纤记录系统表达了认可：“瑞沃德的光纤系统操作简单，使用方法也比较容易学习，分析软件也十分方便，可以快速给出想要的图，同时还可以计算线下面积、叠加不同个体的数据，对我们的实验有很大的帮助。”“在我看来瑞沃德是国内做得很好的品牌了，我也很开心看到国产的仪器近年来做得越来越好了，大家就有更多的选择。”该研究使用光纤记录检测了腹侧外侧膝状核（vLGN）脑区GABA能神经元和外侧/腹外侧导水管周围灰质（l/vlPAG）脑区谷氨酸能神经元的钙信号变化 “其实我们还挺幸运的，文章只返修了一轮。”尚博感慨道。采访过程中，尚博不止一次说起：“我认为自己一直都是一个比较幸运的人。”在尚博的自述中，她说到，高考、考研都比较顺利，父母愿意支持自己的选择，师兄会手把手带着她做实验、交流科研思路，师妹们会鼎力支持课题的进展，导师们也会在大家做实验情绪爆炸的时候给予足够的鼓励……“所以我真的觉得自己是很幸运的人。”尚博课题组合照（从左到右依次为尚蔚、袁小兵教授、谢双翼、潘逸萱副研究员、冯文博） 发现了吗？伟大的成就，其实并没有所谓的可复制的成功脚本，它们往往没有经过周密的计划便诞生。不管是做实验，还是生活，我们不时地顺应偶然性，也不见得是坏事。就像尚博所说的：“意外真的常有发生，一切都在你的计划之内，是非常小概率的事件，所以你要时刻地根据实际情况来灵活调整自己的方案或者计划，多一些Plan B。”不管是“无心插柳”，还是“有心栽树”，幸运会不断出现在你努力的路上！我们也祝福尚蔚博士及团队在自己热爱的领域里勤耕不辍！ 如果您想了解尚蔚博士课题组同款瑞沃德多通道光纤记录系统长按识别下方二维码进行预约我们将会有专业人员与您联系▽

一个由工程师、外科医生和医学研究人员组成的团队发布了来自人类和大鼠的数据，证明一种新的大脑传感器阵列可直接从人脑表面记录电信号，并实现破纪录的细节处理。该大脑传感器具有密集网格，由1024或2048个嵌入式皮质电图（ECoG）传感器组成。如果获准用于临床，传感器将直接从大脑皮层表面为外科医生提供大脑信号信息，且分辨率比目前可用的高100倍。该论文于19日发表在《科学转化医学》杂志上。　　人的大脑总是在运动，例如，随着每一次心跳，大脑会随着流过它脉动的血液而发生活动。从直接放置在大脑表面的传感器网格记录大脑活动，已经被外科医生普遍用作一种工具，用来切除脑肿瘤和治疗对药物或其他药物无反应的癫痫症。　　此次新研究提供了广泛的同行评审数据，证明具有1024或2048个传感器的网格可用于可靠地记录和处理直接来自人类和大鼠大脑表面的电信号。相比之下，当今手术中最常用的ECoG网格通常具有16到64个传感器。　　能够以如此高分辨率记录脑信号，可提高外科医生尽可能多地切除脑肿瘤的能力，同时最大限度地减少对健康脑组织的损害。对于癫痫，更高分辨率的脑信号记录能力可提高外科医生精确识别癫痫发作起源的大脑区域的能力，这样就可在不接触附近未参与癫痫发作的大脑区域的情况下移除这些区域。通过这种方式，这些高分辨率网格可以增强正常功能脑组织的保存。　　研究团队表示，此次能以更高的分辨率记录大脑信号，归因于他们能够将单个传感器放置得更靠近彼此，而不会在附近的传感器之间产生干扰。例如，该团队的3厘米×3厘米网格和1024个传感器直接记录了19名志愿者的脑组织信号。在这种网格配置中，传感器彼此相距一毫米。相比之下，已经批准用于临床的ECoG网格通常具有相距1厘米的传感器。这为新网格提供了每单位面积100个传感器，而临床使用的网格每单位面积1个传感器。　　该项目由加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院领导，团队其他成员来自马萨诸塞州总医院和俄勒冈健康与科学大学。该团队正在研究这些高分辨率ECoG网格的无线版本，可用于对顽固性癫痫患者进行长达30天的大脑监测。

为满足客户的实验需求，2016年10月瑞沃德生命科技推出新一代线栓、多通道麻醉机和气体回收器等产品。1.MCAO线栓(脑中风模型) 大脑中动脉栓塞MCAO模型是目前使用最为广泛的、研究局部性脑缺血再灌注损伤的理想模型。线栓法是制作MCAO模型常用方法，MCAO线栓则是制备大鼠、小鼠(或其它实验动物)这一模型非常关键的实验材料，本产品采用柔韧度非常好的进口单丝尼龙线，经显微操作，头端均匀包被硅胶，表面光滑，粗细一致，易进入颅内又不至于刺破血管，使用本产品可大大提高模型制备的成功率，及脑缺血范围的稳定性。 MCAO造模后，可进行行为学检测(悬尾法、旋转法)、MRI脑成像检测、TTC染色分析、学习记忆类行为学记录分析、动物步态记录分析等实验。 特点及优势： 1.单纯使用尼龙线无法堵住血管，梗死面积的一致性非常低，如果靠增粗单丝线的方法来堵住血管，必然使单丝尼龙线变硬，而大小鼠颅内血管壁很薄，很容易插破，所以，本产品的头部采用质地软的硅胶来增粗直径但不增加硬度，既可以达到完全堵死血管，又保证模型制作成功，极大提高了模型的稳定性 2.具有明显的指示点：使用时，由于本栓线质地柔软，所以，当插到位置后能明显感到阻力，并同时看到血管绷直、线栓弯曲，此时，停止插线。如果初次制作，无法感到阻力，可根据本产品给定的标记点来插线(插入栓线的黑色指示点，插入栓线时，将这个点插到将近颈外动脉与颈内动脉的分叉点处) 3.本产品已经过紫外灭菌，打开包装即可直接使用 4..可根据客户的特殊要求实行定制。2.R550多通道小动物麻醉机 特点及优势： 1.可以同时麻醉1到5只动物，各通道独立控制 2.诱导麻醉可以根据动物数量独立调节气流量，调节范围0-2.5L/min 3.充氧速度可达10L/min(从诱导盒取出动物前，快速排出麻醉气体至气体过滤罐) 4.氧气调节范围：0.1-4L/min，根据诱导和维持麻醉情况进行调节 5.可以直接安装于桌面(台面)和墙壁上，也可以升级为移动式(在此选择基础上，可以选择E-型氧气瓶作为气源)3.气体回收器 主要应用于管路面罩、圆锥面罩和脑立体定位仪回收面罩等场合。 特点及优势： 1.抽气力量大，且具有风速调节功能，可以同时吸收1至5个麻醉面罩排出的废气 2.废气吸收效果好，取代传统低效的废气吸收装置(低于5g的废气吸收量) 3.与目前市面上同类回收器相比，体积最小，尺寸约215*215*170mm 4.R546W具有称重功能，可随时称量和显示气体过滤罐的重量，以确认其吸附是否饱和 5.具有一级(重量990g)、二级(1010g)超重报警(指示灯和蜂鸣器)，可提示及时更换过滤罐 关于瑞沃德 瑞沃德生命科技成立于2002年，是一家集研发、生产和销售为一体的宠物医疗及动物实验设备国家高新科技企业，产品远销80多个国家和地区，已在宠物医疗，动物生理、药理、毒理及神经科学等领域广泛应用，我们致力于成为全球领先的宠物临床和动物实验解决方案供应商。

安捷伦公司(NYSE：A)1月29日宣布，已经成功验证了世界上最快的复合调节的光接口速率。来自阿尔卡特朗讯贝尔实验室和安捷伦的一个联合小组共同组织了该实验，实验采用了Infiniium 90000 Q系列示玻器来发送长距离远途信号，接口速率创世界记录。 　　依靠阿尔卡特-朗讯贝尔实验室先进的检测系统和数据分析以及安捷伦极佳测量性能的Infiniium 90000 Q系列示波器，成功实现了PDM-16QAM调制1.28兆的双载波光信号。 　　合作团队同时操作两台63GHz的9000Q系列示玻器在160GSa/s的4X模拟 - 数字转换器条件下运行，带宽结合测量范围内的精确度确保了实验的成功。除了63GHz外，RealEdge技术的启用、9000Q系列示波器的特色—在33GHz时超过5.5的最高有效位数(ENOB)和小于0.5ps的国际范围最低的标准偏差也是实验获得成功不可缺少的因素。 　　“最前沿的研究需要最先进的测量，”安捷伦副总裁兼示波器产品部总经理Jay Alexander说“9000Q系列示波器可以提供业内最精确的测量，并且安捷伦也非常自豪能够在阿尔卡特-朗讯实验室开创性的实验成果中扮演一个关键性的角色。” 　　安捷伦联合阿尔卡特-朗讯在去年秋天的IEEE 光子协会年会上共同发表了一篇论文，说明了接口技术的突破。论文讲述了安捷伦和阿尔卡特-朗讯的联合团队是如何建立并配置世界上最快的接口速率以及以高频谱效率通过长距离传输信号的。在安捷伦和阿尔卡特-朗讯之间的合作实验开始于2012年并花费了整整一年的时间，最后将精华部分写入了该论文：“在5.2 B / S /Hz时，1Tb / s的双载波80 GBaud的PDM-16QAM WDM可传输3200公里。” 　　具有63GHz的实时带宽的安捷伦Infiniium 90000 Q系列示波器已经在2012年4月推出。业内噪音最低，检测宽带最高，并配有一套应用广泛的测量应用软件是其主要特色。

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荧光显微成像技术对人们理解神经科学起了非常关键的作用。而最近一些年出现的各种超分辨显微成像技术和专门的荧光探针能够以超过以往普通光学显微镜的分辨率直接观察神经元亚细胞结构和蛋白质排列。并以直观可视方式揭示了神经细胞骨架组成、分布、运动和膜蛋白信号传导、突触下结构和功能，以及神经元−胶质细胞相互作用。同时超高分辨显微成像技术（Super Resolution,SR,下文中出现SR均指超高分辨率显微成像技术）对于许多自身免疫和神经退行性疾病模型中的分子靶点研究也提供了全新的强大工具。今年春，Werner等科学家在美国化学学会会刊（ACS)上最新发表了一篇综述，比较详实系统介绍了超高分辨率显微技术在神经科学上的最新应用进展。我们在此文基础上进行了编译整理。因文章较长，我们将分三期陆续介绍。本期接着上期的第一部分超高分辨率显微技术在神经科学中的应用（一） ，为第二部分内容。4.荧光标记与样品制备4.1. 荧光标记神经元和脑片的超分辨率成像是用适当的荧光团标记感兴趣的生物分子，理想情况下是以定量和化学计量的方式。虽然SIM和其他超分辨方法的成像质量取决于信号背景（S/B）比，但SIM对荧光团没有特殊要求。另一方面，STED显微镜可达到的分辨率在很大程度上取决于所用荧光团的光稳定性。RESOLFT显微镜使用可逆光开关FPs，具有两个稳定状态，因此可以使用较低的激光照射强度。所有SMLM方法的定位精度取决于每个事件检测到的光子数。dSTORM需要光开关有机荧光团，包括菁、罗丹明和恶嗪染；而PALM则需要使用光开关、光转换和光激活FPs。与此相反，DNA-PAINT理论上适用于所有荧光团，因为开/关速率由对接链和成像链序列和缓冲条件决定，而其中 Cy3B和ATTO 643效果最好。、为了获得一张好的超分辨率图像，除了成像方法以外，样品制备也非常关键。使用荧光探针进行高效和特异的标记，并且使标记误差（荧光团和目标之间的距离）达到最小。为了通过荧光成像进行结构解析，标记密度（即荧光探针之间的距离）必须显著高于所需的分辨率。另一方面，特别是对于接近几乎分子分辨率的超分辨率成像方法，标记误差必须尽可能小，以达到高精度成像。对于活细胞标记而言，在合适的表达载体中融合感兴趣的蛋白质的基因编码FPs无疑成为首选。然而，FPs的亮度较低，与有机染料相比，其图像分辨率较低。理想的标记方法是使用荧光染料标记基因编码的蛋白质、肽标签或单一氨基酸。在模式生物如果蝇或秀丽隐杆线虫的应用得益于基因编码工具，通过转座子、操纵二分体Gal4/UAS表达系统或Crispr/Cas9方法引入或去除突触蛋白和荧光蛋白。由于瞬时转染的细胞表现出不同的蛋白质表达水平，蛋白质的分布和功能不一定反映野生型的情况。图5 通过单体链霉亲和素结合AP标记的突触蛋白成像结果显示Nlg1和LRRTM2的差异分布（dSTORM成像）。上排：Homer 1c GFP作为突触后室的参考。第二排：Nlg1和LRRTM2（dSTORM成像）。左下：频率分布直方图，用于显示相对于Homer 1位置中心的信号分散情况。右下：列出比较两种蛋白质的突触结构域数量的直方图。然而，通过构建优化表达，稳定表达的细胞或CRISPR基因敲入等方法可以产生从内源性到强过表达的蛋白质表达水平。根据不同的转染策略，可以采用不同的方法转染神经元。传统的磷酸钙共沉淀法和脂质体法在大多数实验室都可实施，但这两种技术的转染效率很低。而病毒转染的效率比较高，允许注射到大脑区域，但需要实验者具备病毒生产方面的专业知识，并需要考虑生物安全问题。此外，还必须考虑病毒类型、插入片段大小、毒性和差异表达等因素。要达到高转染效率，可以使用高压脉冲将核酸直接输送到细胞核，进行核转染。然而其缺点是，当这种方法应用于小鼠原代神经元时，会导致细胞存活率较低，并且实验设备昂贵，还需要根据神经元密度和物种对脉冲参数进行多次测试。另外，也可以使用细胞附着式高电阻管，在完整神经元网络（如器官型切片）中进行单细胞电穿孔。利用这种方式，结合CRISPR基因敲入获得了接近内源性的蛋白质表达水平。基于CRISPR基因敲入，在神经元发育的不同时间点通过脂质感染、核感染或病毒转染在神经元中实现。如前所述，FPs光稳定性和荧光光子输出较低，这降低了图像质量。另外，连接大小为2−5nm的FP后,蛋白质功能可能会受到影响。因此,首先必须清楚感兴趣的蛋白质在野生型的功能表现。而有机染料比FPs小得多，有更高的光子产率和光稳定性，但需要与其它能与感兴趣分子结合的分子进行连接耦合。对于固定细胞，使用一抗和二抗进行免疫染色仍然是标记内源性蛋白质的首选方法。缺点是由两个大小17.5 nm左右的IG抗体间接免疫标记有可能导致标记误差。使用直接法免疫荧光或Fab片段可以减少标记误差。另外针对GFP或转基因短肽标签的更小（1.5×2.5 nm）的骆驼“纳米抗体”已应用于dSTORM成像。此外，耦合了链霉亲和素的荧光染料可用于神经元和器官型组织中靶蛋白的特异性标记。使用这种标记方法，研究了神经氨酸酶-1ß、神经肽原-1和富含亮氨酸的重复跨膜蛋白2的动力学和纳米级结构，并揭示了跨突触粘附结构的形成（图5）。另外可以使用生物正交肽或自标记蛋白质标签，例如FlAsH tags, SNAP-tags, and Halo-tags。这些标签蛋白与目标蛋白共表达，并以共价和特异性结合其各自的荧光标记试剂或配体。对于肌动蛋白和微管的标记，可以使用小肽药物，如双环七肽-鬼笔环肽和紫杉烷类药物，如紫杉醇。膜和细胞器的标记可以通过荧光脂质和细胞器的追踪试剂来实现。此外，小肽或配体可以直接用荧光团标记，并特异性结合生物分子，例如，显示抑制性突触后位点的超结合肽。要达到最小的标记误差，可以通过单个非天然氨基酸的特定位点标记实现。通过基因编码导入设计的非天然氨基酸，并用四嗪染料进行生物正交点击化学标记。显然，神经元和组织切片必须根据要成像的结构进行透膜和固定。与所使用的标记方法无关，特别注意所用的试剂必须能保留自然细胞环境中生物分子的超微结构。通过化学试剂固定交联蛋白质，可能会影响结合亲和力，也可能削弱分子间的相互作用。在大多数情况下，多聚甲醛（PFA）和戊二醛已成功用于神经科学的超分辨率成像。此外，还引入了乙二醛等新型固定剂。膜分子应始终使用4%的PFA和0.2%戊二醛固定，以尽量减少残余流动性并避免伪影，例如抗体结合诱导的簇形成。4.2. 神经元的多色遗传标记荧光蛋白彻底改变了神经元的活细胞成像方式，因为荧光蛋白可以与感兴趣的蛋白质融合，并且在假定不影响野生型功能的前提下，用于双色和三色成像。神经系统具有非常高密度的轴突和树突相互作用结构，需要使用更多不同颜色的标记来区分不同的神经元连接。2007年，随着一种名为Brainbow的转基因方案的开发，这一问题得到了解决，该策略能够对神经元进行多色标记。结合单细胞分辨率成像技术，Brainbow技术可以用来创建大脑图谱，详细描述神经元如何形成回路，其连接体以及它们投射到何处。Brainbow利用了三原色，即可见光谱的所有颜色都可以由三种原色的不同混合物生成，即红色、绿色、蓝色（RGB）或转化为荧光蛋白，例如RFP、YFP和CFP。为了实现这一想法，应用了Cre/lox重组系统，该系统可以通过DNA切除、反转或染色体重组启动基因表达，使三个荧光蛋白基因中的一个在转基因中随机表达。转基因盒的多个拷贝的引入导致三个不同拷贝数的基因在每个细胞中组合表达，从而产生几十种颜色，使相邻神经元分化并观察其相互作用。Brainbow技术非常适合绘制不同神经元类型之间的连接模式，追踪轴突，并识别大脑中远距离的神经元连接。此外，已经证明Brainbow表达可以成功地用于研究周围神经损伤后的轴突再生，并检测大脑发育过程中的重要阶段。为了进一步改进Brainbow在包括突触蛋白在内的大脑和连接图谱中的应用，SRM的应用是显而易见的。最近通过结合Brainbow、顺序免疫染色和ExM同时研究同一脑切片上的形态、分子标记和连接，成功地证明了这一点（图6）。将这项技术应用到全脑研究一直是一个挑战，直到最近才成功应用。图6 结合Brainbow和ExM的多轮免疫染色和ExM(miriEx)成像。(A) 实验方案：在Parvalbumin cre/+ 小鼠的脑切片中，Parvalbumin蛋白阳性中间神经元通过Brainbow进行观察，并在下一轮应用4倍ExM成像。使用EYFP信号对Homer1和Gephyrin进行免疫染色来观察突触。(B) Brainbow 信号的免疫染色。(C) 分别通过突触后标记homer1和Gephyrin的免疫染色来区分抑制性和兴奋性突触。插图(D)−(F)和(G)−(I) 显示图像的更多细节图。(J)和(K)神经元的形态重建(使用ImageJ软件插件nTracer)，包括其各自传入的特征。虚线框表示(B)和(C)中所示的区域。重建的神经元按顺序编号。标尺(膨胀前的)：10μm(B/C)、2.5μm(I)、20μm(J/K)。4.3. 神经科学中的光电联合显微镜电子显微镜(EM)和电子断层扫描具有光学显微镜无法达到的空间分辨率，可以获得细胞和细胞器的超微结构信息。然而，EM和电子断层扫描不能标记特定的分子，因此难以识别未知的细胞结构或具有相似形态特征的结构。用胶体金标记结合抗体可以实现蛋白质的纳米级定位，但抗原的标记效率低下，这意味着胶体金颗粒的数量仅占抗原总数量的1%到20%。而另一方面，荧光显微镜虽然分辨率较低，但可以进行大视场成像和对活细胞中蛋白质进行定位。对固定样本细胞中的各种分子进行高效和特异的分子标记后，结合超分辨率荧光显微镜方法，达到的空间分辨率可以远低于衍射极限。因此，光电联合显微镜（CLEM）作为一种通用的方法，在电子显微镜提供的细胞超微结构背景下，通过超分辨率成像来可视化蛋白质的定位和相互作用。然而，将超分辨率成像与EM结合起来更为困难，因为乍一看，这主要是由于两种方法的样品制备流程不同且不兼容。例如，EM中保存超微结构所需的固定和染色会引入很强的自发荧光。而且荧光蛋白还会在固定和聚合物包埋所需的脱水和氧化条件下淬灭。此外，这两幅图像必须在纳米精度下精确叠加，首先需要使用在荧光成像和EM中都表现出极好的对比度的固定对准标记物，如裸金微球。 另外，样品脱水引起的结构变形会严重破坏两幅图像的正确叠加。所以必须在超微结构和荧光保存之间找到折衷方案。例如，已经证明，对于某些周期性分子结构，如核孔复合体，无需使用对准标记，dSTORM和EM扫描图像可以以20 nm的精度叠加。光电联合显微镜的流程是先对轴突和树突进行荧光实时成像后，再使用透射电镜观察。例如，表达GFP的脑组织在荧光成像后进行化学固定，再使用电子密度标记进行免疫标记，例如EM金。或者采用更成熟的方法，如过氧化物酶或胶体金标记。最后，可以通过光转化在荧光团处局部生成二氨基联苯胺（DAB）聚合物。为了克服标记问题并确保超微结构的保存，已经开发了用于EM (NATIVE)的纳米体辅助组织免疫染色。NATIVE能够高效标记蛋白质，无需苛刻的渗透步骤、特殊树脂、锇替代物或透明化试剂。随着方法的改进和技术的发展，光电联合显微镜已被证明是研究不同种类突触和定位突触蛋白的理想选择。5.超分辨显微镜观察神经元隔室/突触以及神经元−胶质细胞相互作用下面我们将展示通过超高技术获得的有关细胞骨架组成和动力学、突触前室和突触后室对神经传递准确性至关重要的分子组装，以及形成神经元功能的星形细胞结构的调节和构建的最新数据。5.1. 细胞骨架神经元的极化性质以及树突和轴突的长度都需要结构和功能性支架来支持它们的稳定性、适应可塑性和物质运输，这些特性对神经元的存活和信号传递是必不可少的。因此，神经细胞骨架的结构在过去几十年中引起了神经科学家的注意，并在其它文献中进行了详细的回顾。20世纪70年代的电镜研究表明，神经细胞骨架由三种主要类型的神经纤维组成：大小约为20−30 nm的微管，直径为10 nm的神经纤维和5−10 nm大小的肌动蛋白丝。微管是由异二聚体在GTP依赖性组装过程中结合α和β微管蛋白单体组装而成的圆柱体，称为原丝，再由13个这样的原丝形成一个微管单元。轴突的微管成束状组织，并根据其相对于神经元胞体的位置显示不同的方向。它们的极化通过快速增长的正端和缓慢增长的负端体现。STED显微镜揭示了快速生长极依赖钙锚定在肌动蛋白皮质上。使用dSTORM对发育中的神经元进行活细胞成像证明了神经元极性和轴突具有方向一致的、平行的由TRIM46驱动的微管束，而树突微管的特征是混合极性。用Motor-PAINT方法进行纳米跟踪发现稳定和乙酰化的微管显示负端向外的方向，而动态和酪氨酸酶化的微管则显示相反的方向（图7）。例如轴突起始节中微管密集地聚集在束簇中，由于密集的重叠定位，使用SMLM方法具有挑战性。这个问题可以通过两种实验方法来解决：第一，设计更小的标记探针，如微管蛋白纳米抗体，这不需对神经元微管更详细的观察。第二，一种降低群聚密度的超分辨率方法，如ExM，可用于胞体和树突中微管亚群的可视化。神经纤维是在轴突中形成的广泛平行网络的异质聚合物，它为轴突提供稳定性并调节轴突直径和传导速度，其组成包括低、中、高分子量神经纤维、中间蛋白和外周蛋白的三联体。它们的自组装首先形成平行的异二聚体，然后半交错地结合成反平行的四聚体。最后，八个四聚体横向聚集成单位长度的神经纤维，进一步拉长并径向压缩至最终的神经纤维外观。用电镜观察到在神经纤维之间的交界面，形成3−5 nm大小的交叉桥，但对其功能及其与神经纤维的分子相互作用仍不清楚。在这里，ExM与SMLM的结合或DNA-PAINT的应用可能有助于研究密集神经纤维中的这种相互作用。神经纤维动力学已经通过光转换和光活化SRM实验进行了研究，显示了端到端蛋白合成中的退火和切断过程。肌动蛋白最初被认为与一组更集中的短肌动蛋白丝结合在一起，在轴浆中形成斑点状的膜下层。在原代神经元和脑切片中使用phalloidin Alexa Fluor 647进行STORM成像，揭示了轴突肌动蛋白的新的组成原理。这些实验揭示了轴突中存在圆周式肌动蛋白环，每190 nm固定重复间隔绕一圈，并进一步表征了轴突中具有类似尺寸的ßII血影蛋白和钠通道的周期性条带，而树突状腔室内显示出更细长的肌动蛋白组织。此外，通过STORM成像发现，并通过STED显微镜的研究得到证实，这种肌动蛋白组织模式的普遍性也存在于树突中。进一步的报告发现，尽管树突中也存在基于肌动蛋白血影蛋白的周期性膜骨架，树突中这种结构的形成倾向和发育速度低于轴突。此外，本文还显示了肌动蛋白和血影蛋白在胞体和部分树突中的二维多边形晶格结构，类似于红细胞中的膜骨架结构。此外，使用SiR-actin，可通过STED显微镜在活的原代神经元中观察到这种周期性结构。最后，最近的CLEM方法结合铂金复原电镜（PREM）和STORM研究了无顶轴突中的肌动蛋白组织，并提供了轴突编织状肌动蛋白结构与周期性肌动蛋白超微结构相关的证据（图8）。图8。原代神经元无顶轴突（unroofed axons）的CLEM成像（结合铂复型电子显微镜和STORM的光电联合成像）。用铂复型电镜（PREM）（灰色）显示的轴突辫状条带（箭头）被叠加到大鼠原代神经元的超分辨肌动蛋白环（伪彩）上，比例尺=2, 1, 0.2μm（从左到右）。中间：轴突辫状条带间距测量后显示出与周期肌动蛋白间距相似的尺寸。右图：在铂复型电镜（PREM）中记录的神经纤维厚度，未分裂（交织在一起）和分裂（分裂开）的轴突肌动蛋白辫状条带为蓝色，树突中的单个肌动蛋白神经纤维为紫色，微管为灰色参考。采用平均值和标准误显示数据。Copyright 2019 Springer Nature.ßII 血影蛋白基因敲除导致周期性肌动蛋白环结构破坏，同时细胞器的双向轴突运输受损。SMLM结果显示，与轴突相比，轴突起始节中的分子组织其特征是轴突起始节（AIS）蛋白ankyrin-G和ßIV-血影蛋白，这种基于肌动蛋白-血影蛋白的细胞骨架与远端轴突相似。此外，在AIS中存在ßIV-血影蛋白和Ankyrin G，而在远端轴突中存在ßi--血影蛋白和Ankyrin B。SMLM显示与肌动蛋白环相连的纵向头对头ßIV血影蛋白和Ankyrin的二价取向有助于建立紧凑的AIS超微结构，该超微结构甚至对针对肌动蛋白和微管的药物治疗具有抵抗力。进一步显示Ankyrin-G会聚集到亚结构域，增强神经元活性，而成为精神疾病的主要风险基因。随后的SMLM研究还阐明了αII血影蛋白与ßIV血影蛋白共同在AIS提供强健的周期性细胞骨架组织以及防止AIS装配不完全和神经变性的重要性。一份相关报告显示，αII 血影蛋白丰度随有髓鞘轴突直径的增加而增加，表明大直径轴突更容易发生神经退行性病变。在免疫标记II血影蛋白后，将其连接到一种可膨胀的聚合物，并在水中膨胀后，通过ExM研究ßII spectrin沿轴突的周期性模式。这一新方法证实了如前所述的细胞骨架内部的组织原理。不幸的是，在ExM过程中，phalloidin探针在膨胀过程中被冲掉。有两种策略解决这一问题：一方面，携带甲基丙烯酸基团的phalloidin三功能抗体被设计用于与凝胶的有效标记；另一方面，最近的一份报告使用荧光团结合抗体，类似于常规免疫染色，将荧光团靶向phalloidin探针与凝胶连接。在中枢神经系统的几种神经细胞类型和动物物种中，肌动蛋白和附属蛋白的强大超微结构组织也得到了证实。外周神经系统（PNS）中，STED显微镜也显示在梳理的神经纤维样本上有重复的细胞骨架成分。最后，SMLM揭示了肌动蛋白-血影蛋白骨架的一个重要生物学功能：它可以作为一个信号平台，通过组织跨膜信号蛋白，包括G蛋白偶联受体（GPCR）、细胞粘附分子（CAM）和受体酪氨酸激酶（RTK），在神经元中进行信号转导从而实现GPCR-和CAM介导的RTK信号。5.2. 突触前室为了确保有效的神经化学传递，突触前膨大参与突触囊泡循环、神经递质填充以及与突触前膜在活性区（特殊蛋白质密集分布的纳米隔室）的融合，以最终释放神经递质。在这里，我们关注SRM如何扩展我们对突触前功能的理解。早期只能使用EM对化学固定神经元里的小直径突触小泡进行研究，但随着SRM的出现，应用快速STED显微镜，通过免疫标记位于突触前室突触小泡上的钙传感器突触标记蛋白1（SYT1）来观察突触小泡的活动。STED显微镜进一步显示，突触小泡融合后Syt1分子似乎驻留在突触膜上，也支持胞吐后突触小泡蛋白的清除过程。此外，在突触小泡融合过程中，当暴露于细胞外空间时，靶向Synaptobevin 2 pHluorin的荧光团结合纳米体后，亚衍射追踪显示了突触小泡的异质性迁移。一种类似的方法使用vGlut1 pHluorin在原代神经元中的表达来观察单个神经元突触小泡，定位精度为27 nm，并揭示了突触小泡的多个不同释放位点。作为一项方法学的进步，为了对主动循环的小泡成像，设计了一种名为mCLING的亲脂膜探针，该探针可对突触膜进行染色，通过内吞作用和固定，可以进行免疫标记，且和SRM相结合。突触小泡的胞吐过程需要一组属于突触前细胞基质的突触前蛋白质的高度可靠的相互作用，使突触小泡接近和暂时驻留在所谓活动区的膜上，并最终释放突触小泡。黑腹果蝇易于遗传，有助于精确定位果蝇幼虫神经肌肉接头（NMJ）活动区的第一个重要蛋白质。Bruchpilot（Brp）是一种必不可少的活性区成分，是一种大的、卷曲的螺旋蛋白，对于钙通道聚集和突触囊泡定位到突触释放位点至关重要。除了通过Brp研究钙通道聚集外，STED显微镜还证明了该蛋白细长的组织结构，并揭示了与Brp相互作用的蛋白（如syd-1α、liprin和rim结合蛋白（RBP））的定位。定量dSTORM方法研究了果蝇活动区Brp丝的数量，并显示了Brp的结构组织与其功能之间的强相关性。接下来的研究通过dSTORM评估Syt1敲除后的活动区（CAZ）电生理学和细胞基质参数。这项研究表明，在果蝇NMJs 1b型突触膨胀中，Syt1基因的敲除导致更高的Brp计数和簇内Brp图谱的改变。在哺乳动物突触中，突触前支架蛋白bassoon 和 piccolo参与突触囊泡释放的调节。据报道，bassoon蛋白通过与RBP的相互作用来控制CaV2.1型钙通道的定位。此外bassoon蛋白能加速囊泡释放，因为其丢失导致小脑苔藓纤维到颗粒细胞突触中的突触囊泡数量显著减少和突触抑制。STED显微镜显示bassoon 和 piccolo蛋白是一个夹心三明治结构，两侧为piccolo蛋白，bassoon蛋白居中。STORM成像通过距离测量显示bassoon蛋白相对于突触前和突触后室中其他相关突触蛋白质的方向。囊泡胞吐过程由一组可溶性ethylmaleimide敏感因子附着受体（SNARE）蛋白质进一步协调。位于突触膜上的囊泡SNAREs (v-SNAREs) 蛋白和 t-SNARES蛋白的复杂形成导致突触囊泡成功融合。在质膜上的突触体相关蛋白25（SNAP-25）和突触融合蛋白聚集首先通过STED显微镜进行研究。这项研究表明，大约75个突触融合蛋白分子被堆积成50- 60 nm大小的纳米团簇。在之后的研究中，SMLM以更高的精度对SNAP-25和突触融合蛋白的分布进行成像。在这里，描述了Syntaxin簇内的分子密度梯度。dSTORM成像显示，未聚集的分子紧密地定位于聚集区域。最近的一项研究显示了一种以syntaxin或SNAP-25为靶点的像。研究表明，集中在突触前部位的60%的通道是可变的。此外，通过应用BAPTA钙缓冲降低了钙通道的扩散。结果表明，突触小泡和钙通道之间的纳米域偶联保证了神经传递的精确度，并可根据需要通过突触前钙通道的扩散进行精细调节。 在融合和递质释放后，内吞机制诱导循环产生新的囊泡，从而重建可释放的囊泡池并为持续的神经传递提供基础。囊泡循环的主要机制由网格蛋白介导的内吞作用组成。使用光遗传学和”闪光冷冻”电镜的研究也报道了比超快的内吞快200倍的过程。如双色iso-STED显微镜所示，通过摄取针对囊泡内膜结合位点的Syt 1抗体，将内吞位点定位到活性区外周。此外，在神经内分泌细胞中，STED显微镜也揭示了囊泡只能部分与突触前膜融合释放递质，形成一个“Ω”形状的结构，而没有完全融入膜中，因此有利于“接触后即脱离”（kiss and run）的模式。与网格蛋白介导的内吞作用相比，它会产生更快囊泡再循环率的递质释放模型。依赖于活性的大量内吞作用进一步增加了可能涉及的机制的复杂性，有人提出，根据突触类型和活动，多种内吞模式可能并行运作。本文由超高显微技术应用工程师郭连峰、黄梓彤编译

项目名称：全自动多通道土壤通量观测系统项目地点：常熟生态实验站项目时间：2024年3月 项目背景 气候变化已成为全球迫在眉睫的环境挑战之一。人类社会生产生活造成的温室气体排放，尤其是二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）和氧化亚氮（N2O）的排放，是全球气候变暖的主要原因。据估计，这三种气体对温室效应的贡献率接近80%。其中，土壤释放的温室气体占比相当显著：约有5%~20%的二氧化碳、15%~30%的甲烷以及80%~90%的氧化亚氮来自土壤，而农田土壤是温室气体的重要排放源。 随着全球气候变化的加剧，了解和监测这些温室气体的排放和变化对于制定有效的环境政策和气候行动方案至关重要。因此需要准确的温室气体测量数据，以便更好地评估人类活动对气候的影响，并制定相应的减排措施。为应对这一挑战，常熟生态实验站启动了全自动多通道土壤通量观测系统项目，宁波海尔欣昕甬智测为此项目提供了HT8850便携式多组分高精度温室气体分析仪，通过精确的温室气体测量，为气候变化研究和减排政策制定提供科学数据支持。 仪器介绍 HT8850便携式多组分高精度温室气体分析仪宁波海尔欣光电科技有限公司推出了昕甬智测HT8850便携式多组分温室气体分析仪。这款仪器基于量子级联激光（QCL）技术，能够精确测量二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亚氮（N2O）和水（H2O）等温室气体的浓度，采用独立强吸收谱线，使其不受其他气体分子光谱的交叉干扰。该气体分析仪能够可由太阳能或锂电池供电，实现温室气体浓度的定点或移动连续观测。 产品特点： 1. 多组分：目标种类: CO2, CH4, N2O, H2O采用中红外波段，独立强吸收谱线，无交叉干扰，使测量更精准。 2.便携性：高强度ABS材料箱体设计，防水耐用易携带，在仪器箱内实现快速响应的高精度测量。 3.可靠性：气体分子的强吸收信号，不需要超长光腔，使光腔结构更稳定，数据更可靠。 4.灵活性：可用于定点或车载走航连续自动检测，突破检测环境局限。 应用案例清华大学深圳国际研究生院户外实验塔里木大学双循环土壤呼吸观察系统项目在甘肃兰州完成野外安装 海尔欣昕甬智测以科技创新为引领，积极参与全球气候变化的应对工作。未来，公司将继续致力于研发更先进的气体分析技术，为实现全球“碳中和”目标贡献更多力量。

2019年10月10-13日为期三天的中国神经科学学会第十三届全国学会会议在苏州圆满结束，此次会议有47个专题研讨会、288个口头报告、参会人员多达3731人，创造了学会年会历史的新高点。滨松中国作为光电行业领先的供应商，多年来连续受邀参加中国神经科学学会学术会议。在此次大会上，滨松展出了最新推出的sCMOS相机产品ORCA-Fusion和ORCA-Lightning，双色分光器W-View GEMINI-2C，高速病理切片扫描设备并对滨松的电生理成像方案进行了详细的讲解，因其可以对钙离子成像与电生理信号进行同步记录的特征，引起了广大神经科学客户的兴趣。完美的定量相机（Quantitative Camera）一直是滨松孜孜不倦追求的方向，而信噪比的不断提升则是其中的核心——在保证高量子效率的同时，ORCA-Fusion在噪声控制上精耕细作，将读出噪声降低至0.7e rms/0.6e median这样的水平，使得QE/读出噪声比值提升至1.33。不同于许多同类产品降低帧速以保障信噪比的做法，滨松不仅做到了行业巅峰的信噪比，在速度上也绝不妥协，ORCA-Fusion的像素读出频率高达470MHz，在2304x2048（470万像素）这样的分辨率下能够做到100帧/秒，选择合适大小的ROI甚至能将帧速提升至41000帧/秒。ORCA-Lightning是滨松最新推出的一款同时兼顾了大版面、高像素和高采集速度的sCMOS相机。在继承sCMOS相机一贯的高信噪比的基础上，ORCA-Lightning着重提升了版面大小、突出了高速采集的能力——与经典的旗舰级sCMOS相机Flash 4.0相比，ORCA-Lightning具有2.8倍的像素数目和3.4倍的像素读出速率，这使得ORCA-Lightning能够做到每秒采集121张1200万像素（4608x2592）的图片。如此大版面+高速采集的特征，使得ORCA-Lightning非常适合于光片成像（lightsheet microscopy）等对采集速度、像素数目和信噪比同时具有极高要求的应用之中。除此之外，滨松还展出了双色分光器W-View GEMINI-2C，可以实现双通道乃至更多成像通道，并将色差精准调节至1个像素以内。以及病理切片扫描设备，可以高速自动化的将玻璃切片转化成为高分辨率的数字化图像，通过电脑和任意显示终端显示，也可以进行更进一步的数据量化和数据分析，辅助科研实验。随着医疗科学的进步，神经科学越来越受到认同和重视。滨松也将秉承最初的意志，继续服务于中国的神经科技发展。在充满无限可能的光子大道上，与中国更多的研究者、科技从业者并肩同行，为创造更美好、和谐的未来而共同努力，研发出更多优秀的光学产品。

p 　　近期，中国科学院合肥物质科学研究院，安徽光学精密机械研究所高晓明研究团队刘锟副研究员，在多通道光声光谱技术研究方面取得了新的突破，相关研究工作以Multi-resonator photoacoustic spectroscopy为题发表在Sensors and Actuators B: Chemical。 /p p 　　光声光谱是一种灵敏度高、选择性好、结构简单的光谱传感手段，多组分同步探测传感器可广泛应用在大气探测、环境监测、工业和电力等领域，光声光谱仪的一个声学腔只有一个最佳的工作频率f0，在采用多光源进行多组分同时探测时，无法区分、提取各光源所对应的光声信号，只能采用分时复用或一个 激光 频率对应一个光声池的方式，大大增加了光声光谱多组分探测系统的复杂性、体积和成本。因此，光声光谱仪器如何采用多光源实现多组分同时探测一直是一个有待解决的技术瓶颈。 /p p 　　安光所高晓明研究团队长期致力于光声光谱技术及应用研究，近年来在光声光谱技术方面取得了一系列创新性的研究成果。近期，刘锟副研究员首次实现了单探测器同时探测3个谐振腔的多通道光声光谱新技术，在这项新的光声光谱技术中，单个光声池内设有3个不同共振频率的声学谐振腔，使各声学谐振腔的光声信号互不干扰，而且仅用一个麦克风就可同步探测各个声学谐振腔中的信号。这项新的多通道光声光谱技术的可行性通过同步测量水汽(H2O)、二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)得到了验证，实验研究表明，光声池中的3个谐振腔间没有信号相互干扰的情况发生，而且最小可探测系数达到了10-9cm-1W/Hz1/2，与传统光声光谱仪器性能基本一致。 /p p 　　这项多通道光声光谱新技术将大大扩展光声光谱多组分的探测能力和应用领域，尤其将极大地方便和简化多波长气溶胶吸收系数探测的光声光谱系统。 /p p 　　该研究工作得到了国家自然科学基金面上基金、青年基金以及中国科学院青年创新促进会等项目的支持。 /p p 　　 center img alt=" " src=" http://img0.pconline.com.cn/pconline/1706/02/9324284_1496390369634003593_thumb.jpg" width=" 324" height=" 366" / /center p /p p & nbsp /p p 　　置于一个圆柱上的3个声学谐振腔分布图 /p p 　　 center img alt=" " src=" http://img0.pconline.com.cn/pconline/1706/02/9324284_1496390369727033627_thumb.jpg" width=" 500" height=" 188" / /center p /p p & nbsp /p p 　　多通道光声光谱实验装置框图 /p p 　　 center img alt=" " src=" http://img0.pconline.com.cn/pconline/1706/02/9324284_1496390369790051868_thumb.jpg" width=" 500" height=" 422" / /center p /p p & nbsp /p p style=" TEXT-ALIGN: center" 　　多通道光声光谱同步测量H2O,CH4和CO2的结果 /p /p /p /p

根据《中华人民共和国政府采购法》等有关规定，现对拉曼多通道在线分析系统进行其他招标，欢迎合格的供应商前来投标。 项目名称：拉曼多通道在线分析系统项目编号：ZUPC-DY-HW-2022002项目联系方式：项目联系人：杨老师、谢老师项目联系电话：0571-88206325 采购单位联系方式：采购单位：浙江大学采购单位地址：浙江大学紫金港校区东四117室.采购单位联系方式：杨老师、谢老师 0571-88206325 一、采购项目内容拉曼多通道在线分析系统 1套，详见招标文件 二、开标时间：2022年02月21日 13:30 三、其它补充事宜 四、预算金额：预算金额：199.0000000 万元（人民币）

世上无难事，只要肯放弃。你是否也遇到连绵不断花样百出的工作挑战曾经想要摆烂躺平？社会竞争压力越来越大，打工人是“扶我起来，我还能肝”，还是“大胆躺平，妥妥摆烂”，这成为当下社会讨论的焦点。科学家们试图从科学的角度帮助阐述这个问题。既往研究表明，在充满挑战的情况下，个体可能会锲而不舍以实现期望的结果，甚至每次尝试后会更加努力。但是经过多次重复失败后通常会导致个体放弃或者躺平。哺乳动物的大脑如何在挑战性经历中做出从主动出击到摆烂躺平的决定，仍然是一个未解决的问题。目前的人类影像学资料表明，前额内皮质、扣带皮质、背外侧和腹外侧前额皮质、眶皮质、颞-顶区和前扣带回可能会参与放弃的决策过程。但是，支持这种适应性决策的确切神经解剖学和神经化学基础尚未阐明。2023年6月23日，复旦大学脑科学研究院Nashat Abumaria（那德）老师和顾宇老师团队合作于国际著名期刊Neuron发表题为“A neural circuit for regulating a behavioral switch in response to prolonged uncontrollability in mice”的研究论文。在本研究中，作者发现投射到眶额叶皮层（OFC）内GABA能神经元的去甲肾上腺素能神经元是关键的调节因素。利用微型化双光子成像技术（FHIRM-TPM）和其他在体记录手段，作者发现自由行为小鼠OFC中去甲肾上腺素的减少和α1受体的下调，减少了驱动动作行为所必需的GABA能神经元的数量和活性，从而导致行为转变，促使个体在反复结果不可控的状态中做出从行动模式切换到放弃行动模式的决定。作者首先构建了两种从行动模式到放弃行动模式的小鼠模型。在第一个模型中，将小鼠暴露于3天的足底电击。从第1天到第3天，小鼠行为从跳跃和转圈等行动模式为主逐渐转变为放弃行动模式。在另外一个模型中，将小鼠暴露于3天不可逃脱游泳中，从第1天到第3天，小鼠行为从攀爬和转圈等行动模式为主逐渐转变为放弃行动模式。图1：两种动物模型中小鼠从行动模式到放弃行为模式转换过程作者随后通过药物操作手段排除了血清素、多巴胺等对于该行为模式的调控，并发现去甲肾上腺素能神经元的激活和抑制调节了这种行为转变。作者进一步通过顺行示踪和逆行示踪的手段鉴定发现OFC神经元和蓝斑核去甲肾上腺素能神经元的投射。OFC神经元接受蓝斑核去甲肾上腺素能输入；蓝斑核去甲肾上腺素能神经元逆行投射到OFC，主要与抑制性神经元形成连接。光激活OFC去甲肾上腺素能神经元后可增加行动模式，抑制该神经元导致放弃行动模式的发生增多。图2：示踪手段鉴定发现OFC神经元和蓝斑核去甲肾上腺素能神经元的投射为了在活体动物细胞水平上提供进一步的探究，作者使用微型化双光子成像技术（FHIRM-TPM）对模式动物自由行为下OFC GABA能神经元的实时活动进行了成像。在实验时间过程中跟踪同一群细胞，发现这群细胞整体钙信号逐渐下降，与从行动模式到放弃行动模式的行为转变一致。GABA能神经元活性的降低不是由于光漂白或其他成像伪影，因为在行为训练的3天内基线荧光信号保持相似（没有下降）。作者通过对细胞水平的详细分析发现，并非所有OFC GABA能神经元都对实验有反应。除了降低细胞的总体活性外，作者观察到在实验时间过程中响应的GABA能神经元百分比逐渐降低。图3：微型化双光子成像揭示行为转变期间OFC中的GABA能神经元活动作者随后利用多通道电极，光遗传学刺激，药物刺激等实验手段进一步验证了该发现，OFC GABA能神经元（接受去甲肾上腺素能输入）通过促进行动模式和防止向放弃行动模式的转变来调节行为转换。长时间接触无法控制的结果会导致去甲肾上腺素浓度逐渐降低和OFC中α1受体的下调，两种因素共同导致维持行动模式所必需的OFC GABA能神经元的数量和活性减少，最终使得行为模式转变为放弃行动模式。在这项研究中，作者建立了两种小鼠在长时间经历不可控结局时的行为转变模型。使用这些模型来定义OFC中去甲肾上腺素、α-1a肾上腺素受体和GABA能神经元活动的释放如何调节这种行为。结合微型化双光子显微镜在细胞水平进一步探究这种适应性决策的确切神经解剖学和神经活动基础机制。这些发现为面对反复失败的个人行为（例如戒烟机制）提供了见解，并为该领域的进一步研究提供了易于操作的模型。希望随着该领域的进一步深入研究，对“躺平摆烂”神经机制的更多认识，或许将帮助我们更科学地设立奋斗目标，更积极有效地应对无法掌控的困难，在更多的挑战中都能百折不挠兵来将挡水来土掩。【参考文献】Li, C., T. Sun, Y. Zhang, Y. Gao, Z. Sun, W. Li, H. Cheng, Y. Gu and N. Abumaria (2023). "A neural circuit for regulating a behavioral switch in response to prolonged uncontrollability in mice." Neuron.

成果名称 质谱多通道旋转电喷雾离子源的研制和测试 单位名称 北京大学 联系人 马靖 联系邮箱 mj@labpku.com 成果成熟度 □研发阶段 &radic 原理样机 □通过小试 □通过中试 □可以量产 成果简介： 质谱离子源是质谱分析中将样品分子转化成气相离子的关键装置，是所有类型质谱仪不可或缺的组成部分。发展新型的质谱离子源将有望改变质谱分析的方式和速度、对待测样品性质和状态的要求和它所能够应用的领域，为推动相关学科的发展奠定基础。 该项目开发了一种质谱多通道旋转电喷雾离子源，与传统电喷雾离子源（ESI）不同的是该离子源通过旋转多个喷针使喷出的电喷雾均匀混合，得到的混合电喷雾与单个喷针产生的电喷雾相比覆盖面大且均匀，可以提高质谱检测信号的强度和稳定性。在研制过程中，课题组的主要工作包括：（1）使多个电喷针同时在旋转的情况下产生电喷雾，并使转速和溶液的流速可以调节；（2）将注射泵的动力传递给旋转的液路系统；（3）降低高速旋转时喷针的振动及偏离；（4）将电喷雾电压有效施加在高速旋转的电喷针上。通过以上工作，项目研制工作顺利完成，相关成果已申请国家专利。 应用前景： 该装置的研制将为我校和其它科研机构的质谱分析工作提供全新的多通道旋转电喷雾离子源，应用前景广阔。

● 快讯近日，同济大学医学院附属上海市第十人民医院神经内科赵延欣教授及刘学源教授课题组在细胞外囊泡与神经退行性疾病关系研究领域取得了新的进展。该项研究从小细胞外囊泡的角度为阿尔兹海默症中发生的兴奋抑制失衡提供了新见解。相关研究成果已发表在国际知名期刊《Journal of Nanobiotechnology》（IF:10.435，JCR 2区）。图1｜国际知名期刊《Journal of Nanobiotechnology》（IF:10.435，JCR2区）细胞外囊泡 (EV) 是由细胞释放到细胞外环境中的小囊泡。EVs 由脂质双层膜组成，该膜包裹着小的无细胞器的细胞质。根据它们的大小，通常分为三种类型，小EVs (sEVs) (50-150 nm)、大EVs (100-1000 nm) 和凋亡小体 ( 5 μm)。其中，sEVs 通常可通过血脑屏障 (BBB)，成为中枢神经系统 (CNS) 细胞之间通讯的关键介质，有证据表明，sEV 中的微小RNA (miRNA)参与到众多细胞和生物过程，例如神经元细胞的生长和凋亡。目前，E/I（兴奋/抑制）失衡假设被概念化为谷氨酸能和氨基丁酸（GABA）能突触输入之间的不平衡。E/I 失衡被认为是神经退行性疾病脑功能障碍的基础，包括阿尔茨海默病 (AD)、帕金森病 (PD)、精神分裂症和其他神经疾病。谷氨酸兴奋性毒性和 GABA 能神经元功能障碍似乎是 AD 中发生的神经元细胞死亡的关键原因。但是关于 E/I 失衡对AD的影响，其中的机制仍不明确。为了对该机制进行进一步阐释，赵延欣教授及刘学源教授团队在本研究中用谷氨酸/GABA/PBS 处理原代培养的神经元，并分离出 sEV。然后，将不同来源的 sEV 添加到用 Aβ（β淀粉样蛋白）处理的神经元或注射到 AD 模型小鼠中。此后对经 Aβ 治疗的小鼠和神经元进行了评估。经GABA 处理的神经元释放的 sEVs 减轻了 Aβ 诱导的损伤，而谷氨酸处理的神经元释放的 sEVs 加重了 Aβ 的毒性。此外，本研究通过 miRNA 测序比较了从谷氨酸/GABA/PBS 处理的神经元中分离的 sEV 的 miRNA 组成。该研究进一步表明，sEV 中 miR-132 的变化加速了表征病理的生化改变。图2｜实验方案示意图分离原代神经元后，用谷氨酸/GABA/PBS 处理原代培养的神经元，并分离出 sEV。将不同来源的 sEV 添加到用 Aβ 处理的神经元或注射到 AD 模型小鼠中，并对小鼠进行MWM测试。文章中，在评估在小鼠体内系统传递的 sEVs 的分布的实验中，使用了博鹭腾AniView100多模式动物活体成像系统拍摄。该实验中使用近红外染料DiR进行标记，同时进行了阴性对照实验（仅注射 DiR，不注射 sEV）。通过 APP/PS1 小鼠的尾静脉注射 DiR 标记的 sEV，使用Aniview100活体成像系统在注射后 24 小时拍摄小鼠的图像并评估分布情况。在带有 DiR 标记的 sEV 的小鼠的大脑和重要器官中均检测到荧光。随后，处死小鼠，取出器官并成像，目的为识别荧光信号来源的器官并使信号干扰最小化。此外，为了排除游离染料干扰实验结果的可能，在收集器官前用不含 sEV 的游离 DiR处理小鼠。实验结果显示，脑、心、肝、肺、脾、肠、肾均呈不同程度荧光。图3｜sEV的体内外分布情况在注射 DiR 标记的 sEV 后 24 小时，使用活体成像系统对A - C活小鼠进行成像。a)、小鼠背面成像b)、小鼠腹侧成像c)、收集指定器官后使用活体成像系统成像本研究中证明了 sEV 的功能可以受神经递质平衡状态的调节，并对神经元中的 Aβ 毒性有不同的影响。并且该研究从 sEV 的角度为 AD 中发生的 E/I 失衡提供了新见解，并表明通过GABA 能系统对 sEV 进行生物学改造可能是预防或减轻 AD 发病机制的治疗途径。论文链接：https://doi.org/10.1186/s12951-021-01070-5

随着科技不断进步，科研以及工业领域精细测量微弱信号的需求不断增长。为满足用户需求，同时推动国产科研仪器发展，国仪量子于近日正式推出“微弱信号测量系列设备免费试用”活动（包括国仪量子的锁相放大器、任意波形发生器、时间数字转换器、同步控制系统等产品，如有更多产品试用需求请在下方问卷中登记）。活动免费试用产品扫描下方二维码或点击底部“阅读原文”填写相关需求，参与试用活动。填问卷试用仪器数字锁相放大器LIA001M国仪量子 LIA001M锁相放大器是一款高性能、多功能的数字锁相放大器，基于先进硬件和数字信号处理技术设计，配合丰富的模拟输入输出接口，集可视化锁相放大器、虚拟示波器、参数扫描仪、信号发生器、PID控制器等多种功能于一体，有效简化科研工作流程和设备依赖，提高科研效率和质量。任意波形发生器AWG4100国仪量子 AWG4100是一款多通道的高性能任意波形发生器。该产品拥有四个相互独立的波形输出通道，每个通道可以提供高达1.2 GSa/s采样率、16位垂直分辨率的单端波形输出。每通道拥有最大512 MSa的存储深度，配合灵活的用户自定义波形编辑以及序列播放功能，能够轻松应对各种不同场景的复杂波形需求。时间数字转换器TDC1610国仪量子 TDC1610是一款结构紧凑的高精度时间测量仪器，拥有16个采集通道，8 ps时间分辨率；支持时间标签模式,可以实时记录采集信号的时间信息。产品采用易于操作的图形化界面，提供C++、Python和LabVIEW的SDK供用户进行二次开发，可广泛应用于统计激光器后脉冲分布、量子光学、光检测和激光雷达测距等科研领域。同步控制系统SCS1800国仪量子 SCS1800同步控制系统是基于高精度网络时钟与时间同步技术，实现多节点时钟信号的分发和亚纳秒级同步控制，可广泛应用于量子计算、工业自动化控制、分布式基站、电力电网同步、自适应阵列天线和多基地雷达等多种应用场景。注：1.本次试用产品包括国仪量子的锁相放大器、任意波形发生器、时间数字转换器、同步控制系统，如有其他产品试用需求，请登记详询；2.本次活动时间截止到2022年12月31日，后续如有变动，将另行通知；3.本次活动最终解释权归国仪量子（合肥）技术有限公司所有。

XT-3000A多通道营养盐分析系统喜获2009年度创新基金支持 　　作为国内外领先的车载船载营养盐分析专利产品——XT-3000A多通道营养盐分析系统目前已通过国家科技创新基金资格审查，获得2009年度科委创新基金全额资金支持。这一荣耀体现了国家相关部委对于该产品的充分肯定，也体现了对上海新拓公司技术研发工作的大力扶持，为多通道营养盐分析系统的研发和技术更新提供了更广阔的发展平台。 　　XT-3000A多通道营养盐分析系统是一套自动化程度高、结构紧凑体积小、抗震性能良好，能在野外或船上等恶劣操作环境下开展分析工作的多组分营养盐检测(高通量)仪器，该新型仪器不仅可同时分析检测各类水体中的多种营养盐组分，用户还可根据自己的实际分析要求，只需简单地更换检测盒，即可实现在可见光区产生吸收的所有物质的快速分析，极大地拓展该仪器的分析应用范围。 　　新拓公司相信，在科委的大力支持下，XT-3000A多通道营养盐分析系统一定会以其先进的理念和创新的技术，打开更为广阔的国内外专业市场。

多通道太阳能电池稳定性测试系统整合了AAA级稳态LED太阳光模拟器和56通道的独立测试单元，配合光强稳定反馈控制系统和光谱调节功能，同时密闭的腔室可对样品的温度、湿度等进行控制，达到ISOS测试要求，从而对太阳能电池的长时间稳定性进行准确的测量与分析。 主要特点： * 集成了A++AA+级/AAA级稳态LED太阳光模拟器； * 寿命超过10000小时的LED灯； * A++级/A级光谱，并可根据应用调节； * 光强稳定性反馈控制系统； * 多达56通道的多路数据采集系统； * 高精度JV和稳定性测量； * 最大功率点追踪，Voc和Jsc每个通道独立选择； * 扫描电压±10V； * 最大电路50mA/通道； * 温度控制范围RT~150℃； * 测试环境控制（氧气、湿度度）；创新点：1）多达56通道测试； 2）整合3A级LED太阳光模拟器 3）温度、湿度和光照强度控制 4）长时间太阳能电池稳定性测试 5）LED灯泡长寿命，A级或A+级光谱 6）自动化程序控制 多通道太阳能电池稳定性测量系统

近日，国际学术期刊《Deep-Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers》在线发表了题为“Development and deployment of lander-based multi-channel Raman spectroscopy for in-situ long-term experiments in extreme deep-sea environment”的文章，报道了中国科学院海洋研究所成功研制国际首套多通道深海拉曼光谱探测系统，实现了冷泉喷口流体、天然气水合物动力学过程、冷泉生物群落的长期原位观测与现场实验，在我国南海冷泉区域构建首套深海原位光谱实验室。 　　研究团队前期研发的探针式深海激光拉曼光谱探测系统已常态化应用到深海沉积物孔隙水、冷泉和热液喷口流体、化能合成生物群落内部流体、天然气水合物以及冷泉和热液喷口系统附近岩石矿物的原位探测与定量分析。但是，随着对深海热液和冷泉系统研究的深入，科学家逐渐认识到深海热液或冷泉系统是有机统一的整体，冷泉和热液活动在时间和空间上都具有强烈的不均匀性。已有的深海原位拉曼光谱仪的探测是短期瞬时且相对独立的，难以捕捉冷泉和热液系统等高动态和非均匀环境中不同目标之间的动态规律和潜在联系。 　　为此，研究团队研制了国际上首套深海多通道拉曼光谱探测系统（Multi-channel Raman insertion probes system, Multi-RiPs），研发光路切换技术，实现了主要光学器件（如激光器、光谱仪、光电传感器等）的分时复用（如图1所示），结合系列化拉曼光谱探针，实现了深海热液、冷泉系统中流体、固体、气体等不同相态目标物的长期原位监测。 图1 多通道拉曼光谱探测系统关键光学器件布局图和光路切换原理示意图 　　为了明确甲烷在深海冷泉喷口附近的转换通道以及冷泉区域的甲烷释放通量，研究团队使用深海多通道拉曼光谱探测系统搭载深海坐底长期观测系统（Long-term ocean observation platform, LOOP）于2020年、2021年、2022年前后3次布放于我国南海北部的台西南冷泉区域（如图2所示），实现了冷泉喷口流体中主要成分、天然气水合物与深海环境的耦合变化过程、冷泉生物群落内部甲烷氧化过程的长期原位探测与现场实验，成功建设国际首套深海原位光谱实验室，并常态化运行。 图2 Mulit-RiPs搭载LOOP连续三年（a：2020年；b：2021年；c：2022年）布放于我国台西南冷泉区域对深海原位实验进行探测与分析 　　论文第一作者为海洋所副研究员杜增丰，通讯作者为海洋所研究员张鑫。研究得到了国家自然科学基金、山东省自然科学基金、中国科学院战略性先导专项等项目联合资助。