活细胞全息定量相位显微镜

近日，中国科学院上海高等研究院王中阳团队提出基于相位恢复算法的单次曝光定量相位显微技术。相关研究成果以Phase microscopy using band-limited image and its Fourier transform constraints为题，发表在Optics Letters上。相位恢复技术作为非干涉的定量相位重构技术，为透明细胞结构和三维表面形貌等提供了无标记、无接触、无损伤的重要测量手段。然而，以迭代投影算法为核心的相位恢复技术，其有效性依赖于解的唯一性和算法的收敛性。在现有同类技术中，X射线相干衍射成像技术（CDI）需要成像物体的先验信息（如准确的成像物体尺寸）来施加“紧”约束条件使算法收敛到正确的相位信息。进一步发展的叠层成像技术和傅里叶叠层显微技术通过物面或傅里叶面的多帧冗余测量来提高算法的收敛性。然而，在实际的生物成像中，准确的物体尺寸通常难以获得，且多帧冗余测量降低了成像的时间分辨率。上述问题限制了它在无标记生物动态成像中的应用。基于此，王中阳团队提出了新型的单次曝光定量相位显微技术，称为BIFT（Bandlimited Image and its Fourier Transform）显微镜。科研人员在传统光学显微镜上引入分束器和傅里叶透镜，同时采集显微物体的像以及透镜变换后的傅里叶像。BIFT显微装置如图a所示。研究通过利用显微系统中固有的视场、频谱受限以及有限照明等作为约束条件，从而避免了成像物体的先验约束，去除了CDI技术中常见的三类模糊解（即无法区分原始物体的平移、共轭旋转以及全局相移），提升了解的唯一性和算法的收敛性。同时，该技术的空间带宽积（SBP，衡量显微系统成像信息容量的不变量）仅受显微物镜参数限制，打破了CDI技术成像系统SBP依赖于采样率，会因其过采样需求而SBP降低至少一半的限制。由于采集了像的幅度信息，该技术的采样率相比CDI技术降低了一半，同时改进的算法提升了算法收敛速度和相位重构精度。此外，该工作还讨论了采样率、像素响应、噪声等因素对相位恢复的影响。实验演示了光栅和血红细胞的单次曝光相位成像。在血红细胞的定量相位恢复的实验研究中显示，该技术单次曝光的条件下即达到了数字全息显微中10帧图像才能达到的效果。重构的红细胞光学高度如图b所示。因此，该技术单次曝光相位成像的能力有望在无标记生物动态成像中得到广泛应用。研究工作得到上海市科学技术委员会的支持。相关技术已得到国内专利授权，并申请国际PCT专利。显微系统装置示意图与血红细胞重构结果文章链接：https://doi.org/10.1364/OL.487626

泰思肯(TESCAN) 位于欧洲电子光学研发和制造基地捷克布尔诺市，主要研发和生产扫描电子显微镜，其前身是世界电子光学设备制造的领航者TESLA，有超过60年电子显微镜的研发制造历史。 　　一直以来，泰思肯在电子显微镜领域深耕细作，然而就在不久前，泰思肯推出了一台全息显微镜Q-Phase，开始进军光学显微镜市场。目前这款产品已在中国上市。为何泰思肯会选择推出光学显微镜产品，这款产品又有着怎样的特点和竞争优势呢?仪器信息网编辑采访了泰思肯的相关负责人。 　　Instrument：作为一家电镜厂商，泰思肯为何选择推出光学显微镜产品? 　　泰思肯：TESCAN Brno在欧洲一直是一个开放性实验室，与很多大学和科研院所保持紧密的合作。捷克的布尔诺技术大学的Radim Chmelí k教授团队一直从事全息显微镜的研究，并且在2011年之后，就进入TESCAN接续进行研发。由于双方有非常好的合作关系，并共同申请了专利。TESCAN本身也具有极强的研发和制造能力，于是成功的将全息显微镜进行了商品化。 　　Instrument：新推出的Q-Phase全息显微镜有什么样的特点? 　　泰思肯：Q-Phase利用全息干涉法以及相干门控技术，具备多种成像模式，有定量相位成像、荧光成像、模拟DIC成像和明场成像。其中定量相位成像可以提供式样的立体形态、以及细胞干重的定量信息，细胞干重精确度可到pg/um2。 　　此外，Q-Phase还可以选配恒温箱等附件，可以对显微镜环境(如温度、湿度、气氛等)进行精确控制，可根据用户需要，进行细胞的培养或处理，同时实时观测。 　　Instrument：与同类产品相比，Q-Phase有哪些技术优势? 　　泰思肯：和目前已有的常规技术相比，Q-Phase具有众多优势：首先，不需要进行染色处理；其次，Q-Phase所需要的光强要比一般的全息显微镜低7个数量级，对样品的损伤更小，有利于长期观察；再次，可以做到细胞干重的定量测试；然后，Q-phase具有更好的空间分辨率，没有图像失真、渐晕、伪影等；还有，Q-phase具有超出同类方法很多的扫描速度，非常适合做原位观察。 　　另外，Q-Phase可以在散射介质中对细胞进行直接的观察，而且依然有非常优秀的衬度。这在传统的相衬技术中是难以实现的。 　　Instrument：Q-Phase全息显微镜适用于哪些应用领域? 　　泰思肯：Q-Phase主要用于生物与生物成像领域，以及活细胞的动态成像观察。比如：细胞的分裂和繁殖、干重测试、细胞运动、生命周期的观察；癌细胞的研究，药物的测试、组织切片等领域。

激光全息技术开创了前所未有的最佳非标记实时细胞分析，可以在细胞自然生长状态下，无需任何标记，即可实时分析细胞的增殖，分化，凋亡，并可实时提供视野内每个细胞的运行轨迹及形态变化。 激光全息技术有别于电阻法和其他的标记显微技术，激光全息技术利用激光干涉原理，可以定量每个细胞的形态参数，包括体积，面积，厚度，圆度，不规则度等等，并可进行细胞3D形态的观察。 仪器小巧，可在桌面观察样品，也可直接放入培养箱，实现边培养边观察。633nm的微弱红光，经历长时间多次曝光，不会对细胞造成任何伤害 右图为放置在培养中的M4激光全息显微镜 技术应用 M4自动聚焦，全程无需手动调焦。实时追踪细胞形态变化，并可以以Video的形式导出，呈现最真实的3D图像 如应用到人类胰腺肿瘤细胞系PaTu 8988S和PaTu 8988T细胞骨架动态变化。经过Latrunculin B 处理后的细胞形态的变化过程。 应用于细胞凋亡研究 纳米级的分辨率能观察到细胞分化整个过程 研究小鼠神经元在凋亡时体积的变化，监控凋亡的整个过程，结合细胞计数功能，量化细胞的存活率。可应用于药物筛选。 实时拍摄细胞迁移功能 细胞计数功能--自动生成体积、面积与细胞数量的分布图，以及细胞总数量以及每ml细胞数量。 细胞追踪功能 选择靶标细胞进行实时追踪，监控肿瘤细胞运行的轨迹以及迁移速率，运动速率 自动导出的细胞迁移轨迹图谱 实时监控细胞体积的变化，检测细胞分化 瑞典Phiab公司简介： 瑞典Phiab公司是激光全息细胞分析的全球领导品牌。激光全息技术开辟了细胞成像分析的新纪元，被国外专业杂志评价为开创性技术。M3激光全息细胞成像及分析系统作为专业细胞全息分析的第一品牌，提供无与伦比的细胞形态学分析和实时3D成像技术，将开启细胞形态学分析新的研究领域。 瑞典Phiab公司国内独家代理： 北京倍辉科技有限公司 www.bio-sun.com.cn

干细胞的研究一直受制于供体细胞很难获得，而且相关实验的伦理风险也不容忽视。因此2007年发明的诱导式多能性干细胞(iPS)技术成为最佳的胚胎干细胞替代。iPS细胞在形态、基因和蛋白表达、表观遗传修饰状态、细胞倍增能力、类胚体和畸形瘤生成能力、分化能力等方面都与胚胎干细胞相似。但是iPS转化过程中，会有一定的几率发展为癌细胞。不同体细胞来源的iPS细胞成瘤性有差异。因此，如何筛选安全型iPS细胞是该技术能够进入临床实验的关键。原子力显微镜作为一种三维形貌观察工具，不仅具备超高分辨率，而且支持在液体环境下工作，是一种理想的细胞观测设备。除了形貌观察外，原子力显微镜还可以多种表面属性进行定量观测。例如，基于力学测试的表面机械性能测试。这些特征为原子力显微镜应用于iPS细胞观测与筛选提供了技术基础。为此设计一个实验，分别用原子力显微镜观察未分化的iPS细胞和HeLa细胞。HeLa细胞是一种被广泛使用的癌变细胞，因此可以和iPS细胞进行对比观察。上图显示了SPM形状图像(a)HeLa细胞和(b)iPS细胞。用光学显微镜观察到的相应相位差图像分别显示在(c)和(d)中。图中箭头所示位置处的截面形状轮廓如(e)和(f)所示。从细胞形态上来看，HeLa细胞呈圆顶形，表面隆起比较高，约7um；而iPS细胞呈扁平状且细胞间粘附呈网状结构，细胞高约1.7um。仔细观察细胞之间的边界，可以看出HeLa细胞之间的边界呈凹陷状，而iPS细胞之间的边界是凸起的，而且呈网络状。据此可分析得知这两种细胞各自的间粘附具有差异，且HeLa细胞之间的粘附较弱，而iPS细胞之间的粘附较强。除了形貌观察外，原子力显微镜还可以通过力学测量获得细胞表面的机械性能。如下图所示，用探针针尖压触细胞表面，通过对探针获得的力反馈分析样品各类机械性能。对于本实验，在对64×64点的测量区域进行测量后，从获取的体数据中形成形状图像。该观察中使用的探针是由OlympusCorporation制造的OMCL-TR800PSA并且具有0.15N/m的弹簧常数。测量是在培养液中的活细胞条件下进行的。对细胞的最终压力(排斥力)为2.5nN。通过比较从探针与样品接触的位置到达到2.5nN的力的变化，确定样品的硬度。(a)和(b)显示了SPM观察到的HeLa和iPS细胞的细胞形状图像，(c)和(d)显示了相应的ZX断面图像，是从样品竖截面方向看时在(a)和(b)中箭头所示的X线位置处施加到探针的力的图像。图中上方为测量起点，下方白色虚线为压触终点，显示了样品截面形状轮廓。在ZX图像中，探针与样品接触后检测到力的位置以黄色到红色的颜色显示。因为这表明探针对细胞的变形，所以可以理解较大量的细胞变形显示细胞的较软部分。可以从细胞变形量了解硬度。(c)中的HeLa细胞显示出均匀的变形，但相比之下，在(d)中的iPS细胞中，细胞体较软，细胞间粘附区较硬。分析结果表明，HeLa细胞表面硬度比较均匀，软硬部分差别不大，而iPS细胞主体较软，细胞间粘附区较硬。由以上测试可知，利用原子力显微镜对iPS细胞进行表征，有潜力发展为正常细胞筛选以及剔除癌变细胞的合适工具。本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

新加坡—麻省理工学院研究与技术联盟的科学家开发了世界上最小的LED（发光二极管）。这种新型LED可用于构建迄今最小的全息显微镜，让现有手机上的摄像头仅通过修改硅芯片和软件即可转换为显微镜。相关研究发表在最近的《光学》杂志上。　　这一突破得到了革命性神经网络算法的支持，该算法能够重建全息显微镜观察的物体，增强对细胞和细菌等微观物体的检查，而无须笨重的传统显微镜或额外的光学器件。　　大多数光子芯片中的光都来自芯片外，这导致整体能源效率低下，从根本上限制了芯片的可扩展性。　　团队此次开发的最小硅发射器，其光强度可与目前最先进的大面积硅发射器相媲美。新型LED在室温下表现出高空间强度（102±48毫瓦/平方厘米），并且在所有已知的硅发射器中具有最小的发射面积（0.09±0.04平方微米）。为了展示潜在的实际应用，研究人员随后将这种LED集成到一个不需要透镜或针孔的在线、厘米级全硅全息显微镜中。　　他们还构建了一种新颖的、未经训练的深度神经网络架构，该架构能使全息显微镜重建图像并提高图像质量。与需要训练的传统方法不同，新的神经网络架构通过在算法中嵌入物理模型来消除训练的需要，允许研究人员在事先不了解光源光谱或光束轮廓的情况下使用新型光源。　　这种微型LED和神经网络的协同组合，可用于其他计算成像，例如用于活细胞跟踪的紧凑型显微镜或活植物等生物组织的光谱成像。该研究还为光子学的重大进步铺平了道路。

据外媒报道，虽然高性能显微镜是确定癌症及其他疾病的一大利器，但它们的制作工艺复杂，且造价太高，所以这也意味着普通医院不大可能会拥有这样的医疗仪器。然而，加州大学洛杉矶分校的科学家们即将改变这种情况。 　　据悉，他们在近日研发了无需配备镜头就能在组织中找到癌细胞的显微镜。 　　该显微镜通过CCD或CMOS传感器创建人体组织类全息图像，然后通过为图像提供光源检测到组织的阴影部分，之后将它们的真实面貌在特定软件下展示出来。这款显微镜不仅能跟传统光学显微镜一样高效，而且它的制作工艺更加简单、造价也更加便宜。 　　不过，这并不意味着它立马可以商用。该项研究报告的联合作者Aydogan Ozcan告诉媒体，与该款显微镜配套的软件仍需要大量的改进。

来自美国霍华德休斯医学研究所，Janelia研究园的科学家们，借助其发展的新光学超分辨率成像技术，在前所未有的高分辨率条件下研究了活体细胞 内的动态生物过程。他们的新方法显著的提高了结构光照明显微镜(structuredilluminationmicroscopy，SIM)的分辨率， 一种最适合活体超分辨成像的技术。 　　 　　新技术所拍摄的视频生动地展现了细胞内蛋白质的运动和相互作用。它们帮助生物学家理解细胞是怎样改变它们之间的依存结构，以及重整细胞膜结构使得细胞 外的分子可以被吸收到细胞内。来自Janelia研究园的研究员EricBetzig博士，李栋博士后*和他们的同事们基于原有的SIM显微镜原理新发展 了两种新的超分辨率成像技术。超分辨率光学显微成像技术能够跨越理论的分辨率极限，在极高的分辨率下展现细胞内的精细结构。但是，到目前为止，超分辨率显 微镜技术却依然不能进行有效的活体细胞成像。 　　“这些方法设立了超分辨率光学显微镜的成像速度和非侵入特性的新标准，它们使得超分辨率活体细胞成像成为现实。”Betzig博士说道。在传统的 SIM显微镜中，物镜下的物体被非均匀的结构光(类似于条纹码)所照明。在实验中，几束不同的结构光用来照明物体，它们和物体在不同角度混频所产生的摩尔 条纹被相机依次采集。然后计算机提取摩尔条纹编码的信息并将其解码生成三维的高分辨率图像。最终重建的SIM图像具有高于传统显微镜图像2倍的空间分辨 率。 　　Betzig博士和其他两位科学家因为发展超分辨率荧光显微镜而被授予2014年诺贝尔化学奖。他说道，SIM显微镜技术之所以没有得到像其它方法那 样多的关注，是因为其它技术能够提供比两倍更高的分辨率改进效果。但是，他强调SIM拥有两大其它的超分辨率方法所没有的优势。这些其它方法包括了两种去 年获得诺贝尔奖表彰的技术：他和同事HaraldHess博士于2006年开发的光激活定位显微镜 (photoactivatedlocalizationmicroscopy，PALM)，和受激辐射耗尽 (stimulatedemissiondepletion，STED)显微镜。但是，这两种技术都需要过多或过强的光来照明样品，以至于荧光蛋白很快被 漂白，细胞样品很快被损害，从而不可能长时间进行成像。然而，SIM在这些方面不一样，“我爱上了SIM，因为它的速度很快，而且它所需的照明光强度远远 小于其它方法。”Betzig博士说道。 　　Betzig博士在2011年MatsGustafsson博士去世后不久开始与SIM相关的研究。Gustafsson博士是SIM技术的先驱之 一，生前也是Janelia的研究员。Betzig博士那时已经深信SIM有潜力为解析细胞内部的工作机理提供重要的见解，如果SIM的空间分辨率可以被 提高，它对于生物研究的可用性将被大大增强。 　　在生前，Gustafsson博士和博士生HesperRego发展了一种利用饱和耗尽(saturateddepletion)的非线性SIM技 术，但这种技术在改进分辨率的同时需要使用很多的光照并且散失了SIM成像速度快的优势。Betzig博士想到了一种可以避免这些缺陷的方法。 　　饱和耗尽非线性SIM利用光可反复开关的荧光蛋白和其在开关过程中的饱和耗尽效应来提高分辨率。它产生图像的过程是，首先把所有的荧光蛋白分子激活到 可发光的状态(亮态)，然后用一束结构光把大部份的亮态分子反激活到暗态。通过结构光反激活之后，仅有少数处于结构光最弱区域的分子仍然保持在亮态。这些 光调控过程提供了物体的高空间频率信息，从而让图像更加清晰。这一过程需要重复25或更多次才能产生最终的高分辨率图像。Betzig博士说道，这一原理 非常类似于STED或另一种与其相关的叫做RESOLFT的超分辨率技术的原理。 　　这一技术并不适合于活体成像，因为激活和反激活荧光蛋白需要很长的时间。另外，反复的光照明会对细胞和荧光蛋白本身造成损伤。Betzig博士说道， “这一技术的问题在于你首先用光激活了所有的荧光蛋白分子，然后你马上又用另一束光反激活了大部份分子。这些被反激活的分子对最终的图像没有任何贡献，但 却被你用光“油炸”了两次。你让分子承受了很大“压力”，并且花了很多你并没有的时间，因为这段时间内细胞在运动。” 　　解决方法其实很简单，Betzig博士说道：“没有必要激活所有的分子。”在Betzig研究小组新发展的结构光激活非线性SIM的技术中，一开始用 结构光只激活样品里的一部分荧光蛋白分子。“这一结构光激活过程已经给你一些高分辨率的信息了。”Betzig博士解释道。另外一束结构光用于反激活分 子，额外的信息可以在反激活的过程中同时被读出。两个结构光叠加的效应给与最终图像62纳米的分辨率，这一结果好于原始的SIM，并且把由光波长决定的传 统分辨率极限改进了三倍。 　　“我们能够做到快速地超高分辨率成像。”Betzig博士说道。这很重要，他补充道，因为对于动态过程，单纯提高空间分辨率而没有相应地提高成像速度 是没有意义的。“如果细胞内部有的结构以1微米每秒的速度运动，并且我有1微米的分辨率，那么我需要在一秒内采集图像。但如果我有1/10微米的分辨率， 那么我就必需在1/10秒内采集图像，不然图像将变得模糊。”Betzig博士解释道。 　　结构光激活非线性SIM可在1/3秒内采集25幅原始图像，并从中重建出一幅高分辨率图像。它的图像采集很高效，只需用较低的照明光强，并且收集每一 个亮态荧光蛋白分子所携带的信息。从而有效地保护了荧光分子，使得显微镜能够进行更长时间的成像，让科学家们可以观测到更多的动态活动。 　　Betzig博士的团队利用结构光激活非线性SIM获得了在细胞运动和改变形状的过程中骨架蛋白的解体和自身再组装过程，以及在细胞膜表面的叫做caveolae的微小内吞体动态过程的影像。 　　在Science论文里，Betzig博士的团队也利用了已经商业化的高数值孔径物镜将传统SIM的空间分辨率提高到84纳米。高数值孔径限制了被光 照明的样品范围，从而降低了光对细胞以及荧光蛋白分子的损伤。这一方法可以同时对多个颜色通道进行成像，使得科学家们可以同时跟踪几种不同蛋白质的活动。 　　通过高数值孔径的方法，Betzig博士的团队观测了多个骨架蛋白质在形成粘着斑(链接细胞内外的物理链)过程中的运动和相互作用。他们也追踪了 clathrin修饰的内吞体的成长和内吞过程(内吞体将细胞外的分子转移到细胞内)。他们的定量分析回答了几个不能被以往的成像技术所解决的问题，例 如，内吞体的分布，以及内吞体尺寸和寿命之间的关系。最后，通过结合高数值孔径方法和结构光激活非线性SIM，Betzig博士和他的同事可以在超高分辨 率条件同时追踪两种蛋白质的活动。 　　Betzig博士的团队在进一步提高他们的SIM技术。他们也急切地盼望和生物学家一起探索潜在的应用并进一步改进这一技术的可用性。 　　现在，科学家们可以通过现在，科学家们可以通过JaneliaJanelia的高级成像中心利用这些新的的高级成像中心利用这些新的SIMSIM技 术，这个中心提供免费使用前沿的显微镜技术的机会。最后，技术，这个中心提供免费使用前沿的显微镜技术的机会。最后，BetzigBetzig博士说道， 使得博士说道，使得SIMSIM成为能够被其他实验室获得并能够承担的技术应该是比较直接的事。“大部份的‘魔术’在于软件而不是硬件。”成为能够被其他 实验室获得并能够承担的技术应该是比较直接的事。“大部份的‘魔术’在于软件而不是硬件。”

日本研究人员日前利用新开发的显微镜，首次在世界上观测到了活细胞内的线粒体等非常微小的器官。 　　日本原子能研究开发机构和奈良女子大学研究人员说，他们联合开发出的新型显微镜称为“激光等离子体软X线显微镜”，它利用了波长比紫外线短但是比X射线长的电磁波“软X线”，无需使用荧光物质，就能观测到90纳米(1纳米是十亿分之一米)的微小结构。 　　原理上，光学显微镜的清晰度最多只能达到数百纳米，无法观察到制造细胞活动所需能量的线粒体，电子显微镜虽然清晰度高，但只能观察脱水干燥的死细胞。“软X线”具有难以被水吸收的特征，可以观察带水分的活细胞。 　　研究人员向金箔表面发射高强度激光产生等离子体，制造出“软X线”。然后将“软X线”照射感光材料上培养的细胞0.6纳秒(一纳秒是十亿分之一秒)，就拍摄下了线粒体。 　　新研究成果将于8月21日在美国举行的一个国际研讨会上正式发表。日本原子能研究开发机构研究员加道雅孝说，这是一款能够看到细胞内部变化的“梦幻显微镜”，有望应用于癌症研究等领域。

显微镜技术取得重大突破!据最新发表在《自然》杂志上的文章，来自澳大利亚昆士兰大学的研究人员发明了一种量子显微镜，可使研究人员在的情况下检查活细胞，看到其他方式无法揭示的生物结构细节。这为生物技术的应用铺平了道路，且有望应用于导航、医学成像等领域。　　显微镜由量子纠缠提供动力，爱因斯坦将这种效应描述为“远距离幽灵般的相互作用”。　　来自昆士兰大学量子光学实验室和ARC工程量子系统卓越中心(EQUS)的沃里克鲍恩教授说：“这是第一个性能超过现有最佳技术的基于量子纠缠的传感器。”这台量子显微镜的成功首次证明，量子纠缠改变传感范式的潜力。　　量子显微镜的一个主要成功之处在于，它能够跨越传统光基显微镜的“硬障碍”。通常，传统的光学显微镜会在被观察的生物样本上聚焦照明光线，更强大的光源使研究人员能够更细致地看到细胞。但这种方法的精确度存在一个根本性限制：在某一时刻，足够明亮的光线会破坏活细胞。　　鲍恩和他的同事们已经找到了克服该问题的方法。他们使用了一种带有两个激光光源的显微镜，但通过一种特殊设计的晶体“挤压”了其中一束光线。它通过在光子(激光束中的光粒子)中引入量子纠缠来做到这一点。　　光子被耦合成相互关联的对，其中任何具有不同于其他光子能量的光子都被丢弃，而不是被配对。这一过程降低了光束的强度，同时降低了其噪声，从而可以进行更精确的成像。　　大约10纳米厚的酵母细胞的细胞壁及其细胞液，即使用最好的非量子显微镜，这两者的成像都是微弱的，用标准显微镜则是完全看不见的，而用量子显微镜则可以看到它们的结构细节，从而帮助我们在最小的尺度上理解生命的基本知识。　　英国埃克塞特大学的弗兰克沃尔默表示：“这是光学显微镜领域的一项非常令人兴奋的进展，它为改进最先进的显微镜的工作方式打开了大门，其光强度正好不会破坏生物样本。”　　鲍恩说，量子显微镜也将有实际应用。例如，光学显微镜经常被用来确定细胞是否癌变或诊断其他疾病，而量子显微镜可以显著提高这些测试的灵敏度，并加快测试速度。

p 　　南京理工大学学生团队研制出新型无透镜全息显微镜，这种中国人自己的新一代显微镜打破国外在该领域的垄断，成本仅为同类产品的百分之一! br/ /p p 　　据南京理工大学官微消息，在第五届“互联网+”大学生创新创业比赛获金奖的队伍中，一支来自南京理工大学电光学院的学生团队 strong 研 /strong strong 制出的新一代无透镜全息显微镜 /strong 。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 386px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/3524107b-4ffc-4b28-8fb9-e5101b28a382.jpg" title=" 1.jpg" alt=" 1.jpg" width=" 450" height=" 386" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/d4ba7539-616b-4805-8650-15fd7cc1ca01.jpg" title=" 2.jpg" alt=" 2.jpg" width=" 450" height=" 254" border=" 0" vspace=" 0" style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 254px " / /p p style=" text-align: left " span 　　 /span 观察细胞通常需要染色标记，无法同时实现大视场、高分辨观测，体积庞大、成本高昂，是当今显微镜存在的三大痛点。 /p p style=" text-align: center " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/14ee853c-da52-4067-98d2-5a3836d97902.jpg" title=" 3.jpg" alt=" 3.jpg" width=" 450" height=" 485" border=" 0" vspace=" 0" style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 485px " / /p p 　　该团队则突破痛点 ，创造出中国人自己的新一代显微镜。 span style=" text-align: center " 　 /span span style=" text-align: center " 　 /span /p p 　　新华社报道称，这种新一代无透镜全息显微镜打破国外在该领域的垄断，成本仅为同类产品的百分之一 。 /p p 　　 strong 中国人自己的新一代显微镜 /strong /p p 　　 strong 有多厉害? /strong /p p 　　“CyteLive”是该团队研发出的新一代无透镜全息显微镜，不仅可以内置于培养箱，还是目前唯一 能够同时实现非染色、大视场、高分辨、长时间连续观察的显微镜产品，且售价远低于 进口产品。 /p p 　　“由于细胞是无色透明的，所以通常需要将细胞染色标记再观察。然而，这将损害甚至是杀死细胞，难以实现长时间连续观测。”团队负责人、电光学院博士研究生卢林芃说道。 /p p 　　团队利用定量相位成像技术，使CyteLive可以在无需对细胞进行任何染色标记的前提下，实现长达数天的连续观测，不仅细胞细节清晰可见，还能准确还原其三维影像，可谓“360度全方位无死角” 。 /p p style=" text-align: center " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/1d944d2e-2443-4b71-ba19-7e2c61d0addb.jpg" title=" 4.jpg" alt=" 4.jpg" width=" 450" height=" 273" border=" 0" vspace=" 0" style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 273px " / /p p style=" text-align: center " 　　 span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 卢林芃在全国三强争夺赛 /span /p p 　　卢林芃介绍，传统显微镜镜头受到“物镜比例法则”的制约，大视场和高分辨率不可兼得。“CyteLive”抛弃了传统显微镜的光学镜头，只保留光源和传感器，实现了小型化和轻量化，单手即可托起 。 /p p 　　“ strong 它的体积仅有传统显微镜的0.8% ， /strong 可直接放在细胞培养箱里进行活细胞箱内观察。” /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 338px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/44074baf-fcc5-4c06-9933-d1a65b7cc0de.jpg" title=" 5.jpg" alt=" 5.jpg" width=" 450" height=" 338" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " 　　 span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 卢林芃在全国三强争夺赛前一个人练习 /span /p p 　　CyteLive去除了复杂的机械调焦装置，通过先进的计算成像算法，把样品聚焦图像“算”出来，借助自适应超分辨成像技术，成像分辨率可突破至像素尺寸的三分之一，没有物镜却可以实现20倍物镜的成像水平。 /p p 　　 strong 无透镜成像技术造就了CyteLive超大的成像视场 ，单幅图像高达一亿像素，视场是传统显微镜的200倍 ，可同时观测10万个血细胞。 /strong /p p style=" text-align: center " img alt=" " src=" http://pic.rmb.bdstatic.com/5e074dcd0acc8950670a98d073aaf4109893.gif" width=" 600" height=" 427" / /p p 　　这是CyteLive观测到的海拉细胞(宫颈癌细胞)，单幅图像一亿像素，获得的视场是传统显微镜的200倍 /p p 　 strong 　据了解，目前，该型显微镜已经应用于江苏省人民医院、先声药业等机构。团队也与苏州飞时曼、江南永新等国内显微镜企业达成合作，实现商业化落地。 /strong /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/8d0a923b-73bc-4212-b530-f6b45502acea.jpg" title=" 7.jpg" alt=" 7.jpg" / /p p 　　对未来市场的进一步探索，团队满怀信心：“我们坚信，通过我们的不懈努力，不远的将来，中国制造的高科技显微镜也能在全世界大放异彩! ” br/ /p

科学家们一直希望能够更清楚地看到大脑是如何工作的。以前研究人员只能在电子显微镜下摆弄死亡的脑细胞，而从来没有用高分辨率显微镜清晰地看到活的脑细胞在有生命的动物体内的活动图景。据美国物理学家组织网近日报道，现在，德国马克斯普朗克研究所的物理学家斯蒂芬和其同事将这一梦想付诸实现。相关论文刊登在最新一期美国《科学》杂志上。 　　斯蒂芬与该研究所的其他研究者多年来一直在研发一种被叫做“受激发射损耗” (STED)的超高分辨率显微镜。现在，他们将这项工作提高到一个新的水准。为了让实验结果更清晰，他们首先对一只老鼠的特定脑细胞进行基因修改，使其能够发出荧光，然后切掉老鼠头盖骨的一小部分，放进玻璃器皿里，通过STED观察那些发亮的脑细胞。同时，研究人员启动STED中所装置的软件以遮盖鼠脑里那些没有变亮的部分，这样即可在有生命的老鼠外部实时地再现出神经细胞的高清活动影像。 　　这个新型显微镜提供的清晰度可以达到70纳米级以下，四倍于以前的显微镜，足以帮助科学家观察到脑部树突棘的活动，树突棘是存在于哺乳动物大脑神经元树突上的小突起，构成中枢神经系统兴奋性突触传递的原始位点。 　　研究人员未来将有可能进一步发现这种新型显微镜的许多种用途，而其中最重要的领域是用于观察治疗精神病药物在脑部神经元突触里是如何工作的，也许还会引发制药学针对特殊疾病开发新药的突破性进展。

2021年伊始，显微镜技术也迎来新的跨越。光物理学家开发出一种新方法，利用现有显微镜技术，无需添加染色剂或荧光染料，就能更详细地观察活细胞内部。这是一种荧光寿命显微镜技术，能够使用频率梳而不是机械部件来观察动态生物现象。其中一项研究的领导者、日本东京大学光子科学与技术研究所副教授Takuro Ideguchi表示，“我认为无标签技术将是一个重要的研究方向。特别是以无标签的方式对细胞内外病毒和外来体等小颗粒进行测量的技术将是未来成像设备的一个趋势。”更大范围 更小相位变化由于单个细胞几乎是半透明的，因此显微镜照相机必须能探测到穿过部分细胞的光线的极其细微的差异。这些差异被称为光的相位。相机图像传感器则受到它们能检测到的光相位差的限制，即动态范围。“为了使用同一图像传感器看到更详细的信息，我们必须扩大动态范围，这样就可以探测到更小的光相位变化。”Ideguchi说，“更大的动态范围允许我们测量小型和大型的相位图像。例如，如果测量一个细胞，细胞的主干会产生大的相位变化，而细胞内的小颗粒/分子会产生小的相位变化。为了使两者可视化，我们必须扩大测量的动态范围。”该研究小组开发了一种技术，通过两次曝光分别测量光相位的大小变化，然后将它们无缝连接起来，制造出详细的最终图像。他们将这种方法命名为自适应动态范围偏移定量相位成像（ADRIFT-QPI）。相关论文近日发表于《光：科学与应用》。一直以来，定量相位成像是观察单个细胞的有力工具，它允许研究人员进行详细的测量，比如根据光波的位移跟踪细胞的生长速度。然而，由于图像传感器的饱和容量较低，该方法无法跟踪细胞内及周围的纳米颗粒。而新方法克服了定量相位成像的动态范围限制。在ADRIFT-QPI中，相机需要两次曝光，并产生一个最终图像，其灵敏度是传统定量相显微镜的7倍。两次曝光 告别光毒第一次曝光是用常规的定量相位成像产生的——平的光脉冲指向样品，并在它通过样品后测量光的相移。计算机图像分析程序基于第一次曝光的图像，快速设计一个反射样品图像。然后，研究人员用一个叫做波前整形装置的独立组件，用更高强度的光产生一种“光雕塑”，以获得更强的照明，并向样品发出脉冲，进行第二次曝光。如果第一次曝光产生的图像是样品的完美代表，第二次曝光的雕刻光波将以不同的相位进入并穿过样品，最终只能看到一个黑暗的图像。“有趣的是，我们在某种程度上抹去了样本的图像。实际上，我们几乎什么都不想看到。我们去掉了大的结构，这样就能看到小的细节。”Ideguchi解释道，由于第一次测量中存在较大的相位对象，受动态范围的限制，无法对较小的相位对象进行可视化，研究人员称之为“洗掉”。他们需要第二次测量观察动态范围移位的小相位物体的细节。此外，该方法不需要特殊的激光、显微镜或图像传感器，研究人员可以使用活细胞，而且不需要任何染色或荧光，出现光毒性的可能性很小。光毒性是指用光杀死细胞，这也是其他成像技术如荧光成像面临的一个问题。另一篇论文的通讯作者、日本德岛大学Post-LED光子学研究所教授Takeshi Yasui指出，在传统的激光扫描共焦显微镜中，强激发光聚焦在一个焦点上，并对焦点进行二维机械扫描，使光毒性的影响较强。 Yasui等人的荧光成像新方法中，激发光被聚焦为一个二维焦点，因此每个焦点的光强度变得非常弱。“光毒性高度依赖于入射光的强度，我们的方法也可以显著降低。”改造荧光成像荧光显微镜广泛用于生物化学和生命科学，因为它允许科学家直接观察细胞及其内部和周围的某些化合物。荧光分子能吸收特定波长范围内的光，然后在较长的波长范围内重新发射。然而，传统荧光显微技术的主要局限性是其结果难以定量评价，而且荧光强度受实验条件和荧光物质浓度的显著影响。现在，一项新研究将彻底改变荧光显微镜领域。当荧光物质被一束短脉冲光照射时，产生的荧光不会立即消失，而是随着时间的推移“衰减”。但荧光衰减非常快，普通相机无法捕捉到它。虽然可以使用单点光电探测器，但必须在整个样本区域进行扫描，才能从每个测量点重建出完整的二维图像。这个过程涉及到机械部件的运动，这极大限制了图像捕捉的速度。在最近发表于《科学进展》的一项研究中，科学家开发了一种不需要机械扫描就能获得荧光寿命图像的新方法。领导这项研究的日本德岛大学Post-LED光子学研究所教授Takeshi Yasui说，“我们能在2D空间上同时映射44400个‘光秒表’来测量荧光寿命——所有这些都在一次拍摄中，不需要扫描。”“到目前为止，光频率梳被广泛地用作测量光频率的标尺，但我们一直在考虑其他的用途。”Yasui讲到，“我们意识到，如果将光学频率梳视为具有超离散多光谱结构的光，通过维数转换将被测物理量叠加在光谱上，可以从双梳光谱获得的模式分辨光谱中共同获得被测物理量。”研究人员使用光学频率梳作为样品的激发光。一个光学频率梳本质上是一个光信号，它们之间的间隔是恒定的。研究人员将一对激发频率梳信号分解为具有不同强度调制频率的单个光拍信号（双梳光拍），每个光拍携带单个调制频率，辐照到目标样品上。而且，每束光束都在一个不同的空间位置击中样本，在样本二维表面的每个点和双梳光拍的每个调制频率之间形成一一对应的关系。研究人员用数学方法将测量信号转换为频域信号，根据调制频率处的激发信号与测量信号之间存在的相位延迟，计算出每个像素处的荧光寿命。Yasui表示，这将有助于动态观察活细胞，还可以用于多个样本的同时成像和抗原检测——这种方法已经被用于新冠肺炎的诊断。该技术还有助于开发出新的顽固性疾病疗法，提高预期寿命。同样，Ideguchi也提到，ADRIFT-QPI能够在整个活细胞的背景下看到微小颗粒，而不需要任何标签或染色。“该技术可以检测到来自纳米级粒子的细小信号，比如病毒或在细胞内外移动的粒子，这样就可以同时观察它们的行为和细胞的状态。”相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41377-020-00435-zhttps://doi.org/10.1126/sciadv.abd2102

近日，刊登在国际杂志Scientific Reports上的一篇研究论文中，来自诺丁汉大学的研究人员通过研究构建了一种新型微观细胞，其可以帮助开发治疗疾病的新型疗法，这种微观细胞可以被操作，并且可以利用高强度的红外线来进行3D模式的研究。文章中研究者发现如何利用全息光镊技术(Holographic Optical Tweezers)来控制微小的细胞，从而在3D显微镜下对其进行移动来使其按照研究者的意愿进行排列；Glen Kirkham教授说道，人类机体的基础就是由无数个细胞所构成，但问题是我们如何控制小世界内细胞的生存和生长，如果我们可以更好地理解细胞的工作机制并且检查出细胞出错的地方，那么或许就可以帮助开发出新型治疗疾病的疗法。在机体中干细胞存在于骨髓中，其可以为机体提供所需的血细胞，并且可以修复损伤，但其存在于名为干细胞生境的小世界中，在那里功能细胞存活、生长以及发挥功能，但研究者并不知道这个小世界具体发生着些什么，因为目前无法在实验室中对这种小环境进行重建。这项研究中，研究人员利用了一种新技术实现对了对这种细胞结构生境的重建，这样研究者就可以学习干细胞是如何被组织、彼此沟通以及完成多种细胞功能的。短期来讲，研究小组想利用这些微观细胞来检测新型药物及疗法的作用效果，将来他们将会深入去研究者中微观细胞来解释特定的细菌如何在一定水平下对其进行破坏，并且揭示其所涉及的分子机制。最后研究者Kirkham说道，在此前我们并没有开发出一种新型工具来研究细胞，此前研究者是利用物理控制方法来研究细胞；利用全息光镊技术研究人员就可以对大量细胞进行同时移动并且研究，而移动过程中产生的激光能量并不会损伤细胞的功能。研究者希望通过对细胞微环境的深入研究可以帮助开发出治疗疾病的新型靶向疗法。hz-E10182 中文名称：人内吗啡肽-2(EM-2)ELISA试剂盒 英文名称：Human endomorphin-2,EM-2 ELISAkit 规格：48T/96Thz-E10183 中文名称：人α-内吗啡肽(α-EP)ELISA试剂盒 英文名称：Human α-Endomorphin,α-EP ELISAkit 规格：48T/96Thz-E10184 中文名称：人抑制素(INH)ELISA试剂盒 英文名称：Human Inhibin,INH ELISAkit 规格：48T/96Thz-E10185 中文名称：人神经元凋亡抑制蛋白(NAIP)ELISA试剂盒 英文名称：Human neuronal apoptosis inhibitory protein,NAIP ELISAkit 规格：48T/96Thz-E10186 中文名称：人食欲素/阿立新B(OX-B)ELISA试剂盒 英文名称：Human Orexin B,OX-B ELISAkit 规格：48T/96Thz-E10187 中文名称：人促睡眠肽(DSIP)ELISA试剂盒 英文名称：Human delta sleep-inducing peptide,DSIP ELISAkit 规格：48T/96Thz-E10188 中文名称：人6-羟多巴胺(6-OHDA)ELISA试剂盒 英文名称：Human 6-hydroxydopamine,6-OHDA ELISAkit 规格：48T/96Thz-E10189 中文名称：人心纳素(ANF)ELISA试剂盒 英文名称：Human atrial natriuretic factor,ANF ELISAkit 规格：48T/96Thz-E10190 中文名称：人神经髓鞘蛋白(p2)ELISA试剂盒 英文名称：Human myelin protein 2,p2 ELISAkit 规格：48T/96Thz-E10191 中文名称：人精氨酸加压素(AVP)ELISA试剂盒 英文名称：Human arginine vasopressin,AVP ELISAkit 规格：48T/96Thz-E10192 中文名称：人垂体腺苷酸环化酶激活肽(PACAP)ELISA试剂盒 英文名称：Human pituitary adenylate cyclase activating polypeptide,PACAP ELISAkit 规格：48T/96Thz-E10193 中文名称：人微管相关蛋白2(MAP-2)ELISA试剂盒 英文名称：Human microtubule-associated protein 2,MAP-2 ELISAkit 规格：48T/96Thz-E10194 中文名称：人神经丝蛋白(NF)ELISA试剂盒 英文名称：Human neurofilament protein,NF ELISAkit 规格：48T/96Thz-E10195 中文名称：人利钾尿肽(KP)ELISA试剂盒 英文名称：Human kaliuretic peptide,KP ELISAkit 规格：48T/96Thz-E10196 中文名称：人神经降压素(NT)ELISA试剂盒 英文名称：Human Neurotensin,NT ELISAkit 规格：48T/96Thz-E10197 中文名称：人神经激肽B(NKB)ELISA试剂盒 英文名称：Human Neurokinins B,NKB ELISAkit 规格：48T/96Thz-E10198 中文名称：人强啡肽(Dyn)ELISA试剂盒 英文名称：Human dynorphin,Dyn ELISAkit 规格：48T/96Thz-E10199 中文名称：人脑啡肽(ENK)ELISA试剂盒 英文名称：Human enkephalin,ENK ELISAkit 规格：48T/96Thz-E10200 中文名称：人γ肽(Pγ)ELISA试剂盒 英文名称：Human Peptide γ,Pγ ELISAkit 规格：48T/96Thz-E10201 中文名称：人C型钠尿肽(CNP)ELISA试剂盒 英文名称：Human C -type natriuretic peptide,CNP ELISAkit 规格：48T/96Thz-E10202 中文名称：人阿立新A(Orexin A)ELISA试剂盒 英文名称：Human Orexin A ELISAkit 规格：48T/96Thz-E10203 中文名称：人神经肽Y(NP-Y)ELISA试剂盒 英文名称：Human neuropeptide Y,NP-Y ELISAkit 规格：48T/96Thz-E10204 中文名称：人脑肠肽(BGP/Gehrelin)ELISA试剂盒 英文名称：Human brain-gut peptides,BGP/Gehrelin ELISAkit 规格：48T/96Thz-E10205 中文名称：人乙酰胆碱(ACH)ELISA试剂盒 英文名称：Human acetylcholine,ACH ELISAkit 规格：48T/96Thz-E10206 中文名称：人脑钠素/脑钠尿肽(BNP)ELISA试剂盒 英文名称：Human brain natriuretic peptide,BNP ELISAkit 规格：48T/96T

一、项目基本情况项目编号：ZSLTC-2022-S107项目名称：北京师范大学珠海校区理工实验平台光片荧光显微镜、活细胞工作站显微镜采购项目预算金额：703.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：703.0000000 万元（人民币）采购需求：序号简要规格描述或项目基本概况介绍数量单项预算金额/单项最高限价（万元）是否接受进口产品1光片荧光显微镜，具体内容详见采购需求1（台）558是2活细胞工作站显微镜，具体内容详见采购需求1（台）145是合同履行期限：自合同签订生效后开始至双方合同义务完全履行后截止。本项目不接受联合体投标合同履行期限：自合同签订生效后开始至双方合同义务完全履行后截止。交货时间：进口产品：免表办理完成后120天内交货。国产产品：签订合同后120天内交货。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：本项目不专门面向中小企业预留采购份额3.本项目的特定资格要求：（1）单位负责人为同一人或者存在直接控股、管理关系的不同供应商，不得同时参加本项目；（2）为本项目提供整体设计、规范编制或者项目管理、监理、检测等服务的供应商，不得参加本项目；（3）通过“信用中国”网站（www.creditchina.gov.cn）、中国政府采购网（www.ccgp.gov.cn）和国家企业信用信息公示系统（www.gsxt.gov.cn）查询信用记录（截止时间点为投标截止时间），被列入失信被执行人、重大税收违法案件当事人名单或政府采购严重违法失信行为记录名单的供应商，没有资格参加本项目的采购活动。三、获取招标文件时间：2022年11月18日 至 2022年11月25日，每天上午9:00至12:00，下午13:00至16:00。（北京时间，法定节假日除外）地点：北京市海淀区紫竹院路81号院北方地产大厦612室（非现场售卖）方式：为减少人员聚集，本项目采购文件暂停现场发售，请电汇支付费用。非常时期如有不便，敬请谅解。将报名信息（招标文件购买记录）、汇款底单、法人授权书原件及被授权人身份证复印件加盖公章扫描件发送到（rw@zsltc.com）并电话告知（任经理010-88956517转801）。文件售后不退。未从采购代理机构获取招标文件并登记在案的潜在投标人均无资格参加投标。售价：￥200.0 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、开标时间和地点提交投标文件截止时间：2022年12月09日 09点00分（北京时间）开标时间：2022年12月09日 09点00分（北京时间）地点：北京市海淀区板井路69号西四环四季青桥东北角北京世纪金源大饭店二层第六会议室五、公告期限自本公告发布之日起5个工作日。六、其他补充事宜1、本公告在中国政府采购网（http://www.ccgp.gov.cn）上发布。2、采购项目需要落实的政府采购政策：节约能源、保护环境、扶持不发达地区和少数民族地区、促进中小企业发展、支持监狱企业发展、促进残疾人就业、完善中央高校科研仪器设备采购管理等。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：北京师范大学地址：北京市海淀区新街口外大街19号联系方式：滕老师 zfcg@bnu.edu.cn2.采购代理机构信息名 称：中盛隆国际招标（北京）有限公司地　址：北京市海淀区紫竹院路81号院北方地产大厦612室联系方式：吴熙尧、张赞伟、谢菲、王超、李莉 010-88956517-2163.项目联系方式项目联系人：吴熙尧、张赞伟、谢菲、王超、李莉电　话：010-88956517-216

瑞士Viventis公司推出的高通量活细胞高分辨光片显微镜LS系列，是一款全新的光片成像平台，该设备适用于活性光敏感样品（如卵子、胚胎、类器官等）的长期成像，具有低光毒性、高分辨率等特点。高通量活细胞高分辨光片显微镜是近些年来研发的创新技术，它的照明光是与一张与成像面平行的薄薄的光片，只有焦平面的样品被照亮，而光片上下的样品不受影响。该成像系统在细胞与组织层面的实时成像对于深入理解生物学行为至关重要。尤其适合于对直径达300 μm的光敏样品（如卵母细胞，胚胎和类器官）进行长期实时高时空分辨率和低光毒性的观察与成像。Viventis提供细胞发育过程的环境并进行实时成像Viventis的主要特点——双侧照明光片显微镜双侧照明均可以通过软件进项控制，仅需要点击鼠标就可以控制光束的平移和旋转。光片厚度仅为1.5~6 μm，且厚度可调、位置可自动校准，以适应更多的样本尺寸。配合上高NA物镜，可以实现更好的穿深，更少的伪影。另外，系统配置可见激发激光器，让用户通过检测物镜，对自定义样品中感兴趣的区域进行快速定位成像操作。高通量，多样品同时成像Viventis光片显微镜可以快速对多个样品进行同时成像而无需更换样品，支持绝大多数胚胎样品并可并排摆放，方便添加培养基、加药等操作。Viventis的样本槽大于50 mm，对于并排的样本系统也可以连续采集成像。对于细胞球、类器官等本身较易漂浮的样本，Viventis也提供了较好的解决方案，采用人工基底膜/水凝胶嵌入式等方案，实现上述样本的稳定成像。软件界面简洁 易于上手Viventis系统对于光片成像的初学者来说操作简单，多种模式一键切换，软件界面简洁，可以帮助您快速的建立自己的光片成像之旅，打开lightsheet大门，助力科研之路。典型文章：[1] Science. Mechanism of spindle pole organization and instability in human oocytes.2022[2] Nature. Left–right symmetry of zebrafish embryos requires somite surface tension.2022[3] Nature cell biology. Cell fate coordinates mechano-osmotic forces in intestinal crypt formation. 2021[4] Cell Stem Cell. Capturing Cardiogenesis in Gastruloids. 2021[5] Science. Hydraulic fracturing and active coarsening position the lumen of the mouse blastocyst. 2019[6] Nature. Self-organization and symmetry breaking in intestinal organoid development. 2019典型国外用户：国内用户：相关产品1、高通量活细胞高分辨光片显微镜

项目编号：ZJ-2262038G项目名称：活细胞转盘式共聚焦显微镜预算金额：440.0000000 万元（人民币）采购需求：序号项目名称数量单位预算金额（万元）简要技术描述或基本概况介绍备注1活细胞转盘式共聚焦显微镜1项440.0000活细胞转盘式共聚焦显微镜采购，详见采购文件。/ 合同履行期限：合同签订后3个月内。本项目( 不接受 )联合体投标。

新元肇始，辞旧迎新，伴随着新年的钟声敲响，宁波力显智能科技有限公司于2022年1月8日成功举办光学显微镜在细胞分析中的应用——力显智能新品发布会，此次会议邀请复旦大学药学院青年研究员王璐老师、中国科学院上海光学精密机械研究所副研究员付国老师以及宁波力显智能科技有限公司张猛博士共同出席，发布会内容包括精彩报告、产品演示等，为各位听者带来了一场学术视听盛宴。在线听众积极互动SESSION1：活细胞生物成像荧光探针首先，王璐老师作了题为“活细胞生物成像荧光探针”的报告，王璐老师表示传统的显微镜很难能对细胞的精细结构进行分辨研究，通过使用荧光探针对想要标记的蛋白进行特异性的标记，即可实现多色、高信噪比、实时、动态的追踪研究。王璐老师根据多年活细胞蛋白免洗标记、超高时空分辨率荧光成像、疾病相关重要代谢分子实时检测等领域研究经验，为我们详细讲述了根据不同的生物分子活性及性质对不同探针的设计策略。SESSION2：PALM/STORM超分辨显微术及生物应用付国老师就“PALM/STORM超分辨显微术及生物应用”展开详细阐述，以PALM/STORM超分辨显微术生物应用为基础进行技术展望，宁波力显iSTORM 3CM已通过软件实现了实时重构，也可以实现纳米级矫正精度，未来智能化、自动化的超分辨成像采集及图像处理软件势必会受到广大科研专家的喜爱。SESSION3：超高分辨显微镜- iSTORM产品介绍张猛博士的精彩演讲，不仅向各位听众展示了宁波力显智能科技有限公司强大的研发实力，同时也介绍了超高分辨率显微成像产品INVIEW iSTORM，作为一款自主知识产权的超高分辨率显微系统，该产品基于2014年诺贝尔化学奖得奖技术，通过应用一系列物理原理、化学机制和算法“突破”了光学衍射极限，把光学显微镜的分辨率提高了十倍，使得人类能在200nm以下以前所未有的视角观察生物微观世界。技术先进，20nm超高分辨率，3D成像采用STORM随机光学重构技术，加入柱面镜设计，在XY轴分辨率达20nm、Z轴分辨率达50nm，具备3D成像功能。多通道同时成像光路设计，稳定性高采用专有的多通道同时成像的光路设计，提供稳定的光路。自主开发的成像分光光路，可保证通道间的光学路径相对独立，使得样品发出的荧光最大效率地被探测器接收，最大限度降低通道间的串扰。并配合以最佳染料方案和最佳成像缓冲液配方，以多通道同时成像的方式，在几分钟到十几分钟的时间范围内实现20nm的超高分辨率成像。物理样品锁定设计，锁定精度1nm采用纳米级实时动态锁定技术，以实时物理补偿方式纠正样品漂移，无需预热，即开即用，操作简便，免受如气流、温度变化、噪音、机械振动等的环境对样品位置的影响，在高楼层、嘈杂、震动、常温常态的环境下也能稳定成像，因而具有高效、简便、对环境适应性好的特性，友好易用。“傻瓜式”操作，易学易用软件集成了多种成像算法，并在采集数据时实时呈现超高分辨图像重构结果和详细参数，“所见即所需”，操作流程化，简单易用。具有拍摄过程简单易用、参数优化实时透明、超分辨图像实时重构、自动化用户数据管理、图像数据后分析功能等五大特点。此外，经过优化的样本制备方案更易于实验人员的掌握和实际操作。即便是技术新手，经过简单的技术讲解，2个小时以内就可操控系统并获得理想的超分辨率成像结果。值得一提的是，INVIEW iSTORM产品还以优异的光路、较低强度的照明、多通道同时成像所支持的较短成像时间等的综合性能，结合合适的荧光探针及根据探针特性调整的探测器拍照频率等，实现活细胞的超高分辨率成像，使得它能够帮助到科学家进行衍射极限尺度以下的生物分子组织与相互作用等的尖端科学研究之外，还能更大程度上帮助到科学家在生物学基本问题与机制上的科学研究。SESSION4：miniview产品重磅发布SESSION5：培养箱中的智能监控助手—miniview产品介绍会议最后，张猛博士代表宁波力显智能科技有限公司，为我们带来了力显智能最新研发的产品——miniview“培养箱中的细胞智能监控助手”这一迷你型显微镜，miniview MN-100是一款用于实时监测细胞生长状态的迷你型科研仪器，可多个放置在培养箱中，以PC端直观、实时方式观测细胞生长状态，提供视频回溯、汇合度分析、生长曲线等分析功能，完美适用于大多数细胞生长研究，为细胞质量控制、监控提供一站式解决方案，无缝衔接后续实验流程。无间断监控，不错过细胞培养的每时每刻24/7无间断定量显示细胞培养状态，实时拟合细胞生长曲线，提供视频回溯功能，并有效避免传统法所造成的污染，降低实验失败风险。智能分析、触线提醒，实验进入“懒人”时代图像分析功能提供汇合度精确定量数据，为实验结果提供可靠支持，并可根据实验需求自定义细胞生长汇合度警戒线，触线邮件提醒功能让实验安排更准确。兼容性高、经济性好，无隐形耗材消费 采用随动定焦技术使得z轴可进行自由对焦，兼容市面上绝大多数常规培养器皿，无专用耗材需求。一机多能、多场景适用，实验“小”帮手支持包括肿瘤细胞功能学监测、细胞体外药物功能学筛查、药代动力学、靶向药物筛选等多实验场景的应用。随着人类对自然的认识向更加微观的时空尺度，传统的显微手段已经不能完全胜任，没有技术先进的仪器，要想做出重大原始创新科研成果困难重重。力显智能科技将乘科研仪器国产化政策的东风，立足具有国际领先性的超高分辨率技术，持续进行超高分辨率显微镜技术研究及相关产品开发，将不断推出新技术、新品，推动高端显微技术在生命科学、医学、药学等领域的产业化和应用，让人类有更全面、更精细的视角来理解生命的基本分子组织及其运行的基本机制，努力为我国的科学研究提供强大助力。

近日，中山大学附属第一医院于中国政府采购网发布科研设备招标项目公开招标公告，计划采购超分辨显微镜、超高速流式细胞分析仪、高通量自动定量空间表型分析仪、流式细胞分选仪等科学仪器，预算金额2055万。潜在投标人应在广州市东风东路726号2楼获取招标文件，并于2022年09月27日 09点30分（北京时间）前递交投标文件。一、项目基本情况项目编号：0724-2201D84N2194项目名称：中山大学附属第一医院采购科研设备招标项目预算金额：795.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：795.0000000 万元（人民币）获取招标文件时间：2022年09月06日 至 2022年09月13日，每天上午8:30至12:00，下午14:00至17:30。（北京时间，法定节假日除外）采购需求：1、标的名称：超分辨显微镜2、标的数量：1台3、简要技术需求或服务要求：标的名称数量最高限价(人民币)超分辨显微镜1台795万元二、项目基本情况项目编号：0724-2201D84N2195项目名称：中山大学附属第一医院采购科研设备招标项目预算金额：680.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：680.0000000 万元（人民币）获取招标文件时间：2022年09月06日 至 2022年09月13日，每天上午8:30至12:00，下午14:00至17:30。（北京时间，法定节假日除外）采购需求：1、标的名称：包1：超高速流式细胞分析仪；包2：高通量自动定量空间表型分析仪2、标的数量：包1：1台；包2：1台3、简要技术需求或服务要求：包号标的名称数量最高限价(人民币)1超高速流式细胞分析仪1台190万元2高通量自动定量空间表型分析仪1台490万元三、项目基本情况项目编号：0724-2201D84N2198项目名称：中山大学附属第一医院采购科研设备招标项目预算金额：580.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：580.0000000 万元（人民币）获取招标文件时间：2022年09月06日 至 2022年09月13日，每天上午8:30至12:00，下午14:00至17:30。（北京时间，法定节假日除外）采购需求：1、标的名称：包1：流式细胞分选仪；包2：数字化病理切片扫描仪；包3：过氧化氢发生器2、标的数量：包1：1台；包2：1台；包3：1批3、简要技术需求或服务要求：包号标的名称数量最高限价(人民币)1流式细胞分选仪1台330万元2数字化病理切片扫描仪1台145万元3过氧化氢发生器1批105万元提交投标文件截止时间：2022年09月27日 09点30分（北京时间）开标时间：2022年09月27日 09点30分（北京时间）地点：国义招标股份有限公司2楼1号会议室（广州市越秀区东风东路726号）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：中山大学附属第一医院地 址：广州市中山二路58号联系方式：刘老师/020-873355772.采购代理机构信息名 称：国义招标股份有限公司地 址：广东省广州市越秀区东风东路726号18楼联系方式：赖希捷、曾嘉伟、余力、曹敏/020-37860544，020-37861075，020-37860532，020-378605103.项目联系方式项目联系人：赖希捷、曾嘉伟、余力、曹敏电 话： 020-37860544，020-37861075，020-37860532，020-37860510

在非小细胞肺癌(NSCLC)靶向治疗过程中，有可能会出现获得性耐药的问题。虽然目前已经发现了许多获得性耐药的驱动因素，但在治疗过程中导致肿瘤进化的潜在分子机制还不完全了解，治疗在多大程度上通过促进突变过程积极推动肿瘤的发展尚不明确。因此来自美国马萨诸塞州总医院的Hideko Isozaki和Ammal Abbasi等科学家发表了一篇名为《APOBEC3A drives acquired resistance to targeted therapies in non-small cell lung cancer》的文章，文中作者研究了在NSCLC靶向治疗期间，是否有特定的突变机制驱动肺癌的基因组进化。结果表明靶向治疗诱导胞苷脱氨酶APOBEC3A (A3A)突变可能促进非小细胞肺癌获得性耐药的发展。作者在研究中发现，临床常用的肺癌靶向治疗诱导A3A的表达，导致耐药癌细胞持续发生突变。诱导A3A可以促进了药物治疗细胞中双链DNA断裂(DSBs) 的形成，从而导致耐药细胞进化过程中的染色体不稳定性，如拷贝数改变和结构变异。通过基因缺失或RNAi介导的抑制来预防治疗诱导的A3A突变可以延缓耐药的出现。因此，靶向治疗诱导A3A突变可能促进非小细胞肺癌获得性耐药的发展。抑制A3A的表达或酶活性可能是一种潜在的治疗策略，以预防或延迟获得性耐药的肺癌靶向治疗。因此靶向治疗诱导A3A突变可能促进非小细胞肺癌获得性耐药的发展。抑制A3A的表达或酶活性可能是一种潜在的治疗策略，以预防或延迟获得性耐药的肺癌靶向治疗。在DNA双链损伤形成时,H2AX的Ser139 位点会被迅速磷酸化,从而形成γH2AX，γH2AX可以作为双链修复的标志物。文章中作者通过免疫荧光技术，利用ECHO Revolve正倒置一体荧光显微镜进行免疫荧光观察。在奥希替尼治疗2周后，我们观察到PC9细胞中组蛋白变体H2AX的Ser139磷酸化水平升高（图1），说明TKI诱导的A3A突变导致基因组不稳定，促进耐药克隆的进化。将γH2AX映射到TKI处理的PC9细胞的细胞周期分布上显示，γH2AX最显著地定位于一个恢复细胞分裂并处于G2期的细胞亚群（图2），因此，TKI治疗诱导增殖耐药细胞中A3A催化的基因组损伤。▲图1：用1 μM奥希替尼处理PC9细胞0或14天，用γH2AX染色以量化DNA损伤。NT，没有处理；比例尺= 70μm。▲图2：左图是用1 μM奥希替尼处理PC9细胞14天，用EdU/DAPI染色以分辨细胞周期，代表G1、S、G2细胞 比例尺= 10 μm。右图是EdU细胞周期试验的散点图，用γH2AX定量DNA损伤。NT：未处理。作者的研究结果表明，TKI治疗后APOBEC突变信号的获取可能指示了耐药克隆的进化路径，并提供了一种新的机制，通过该机制，靶向治疗可能在治疗期间无意中增加了癌细胞的适应性突变。因此，阻止A3A的表达或酶活性可能是一种潜在的治疗策略，以预防或延迟获得性耐药的肺癌靶向治疗。参考文献：H Isozaki, Abbasi A , Nikpour N , et al. APOBEC3A drives acquired resistance to targeted therapies in non-small cell lung cancer. 2021.DOI:10.1101/2021.01.20.426852Revolve Gen 2正倒置一体电动荧光显微镜新一代Revolve正倒置一体电动荧光显微镜，拥有流行的触屏操控方式，配备智能荧光成像系统，将Z-Stacking全景深成像和DHR数字处理功能有机联合，提升分辨率告别照片模糊，为您打造全新的成像体验。

项目编号：招案2022-1279（校内编号HW20220184）项目名称：华中科技大学智能超灵敏活细胞超分辨显微镜采购项目预算金额：450.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：450.0000000 万元（人民币）采购需求：采购1套智能超灵敏活细胞超分辨显微镜（详见招标文件第三部分 采购需求）合同履行期限：合同签订后4个月内完成设备到货并安装调试完成本项目( 不接受 )联合体投标。

细胞是生命活动的基本单位，然而，当前研究始终难以在哺乳动物的活体环境器官尺度下同时观测大量细胞在不同生理与病理状态下的交互行为，这极大限制了脑科学、免疫学、肿瘤学、药学等学科发展。 RUSH3D完整捕捉整个小鼠皮层范围下的单细胞水平免疫反应。（课题组供图）9月13日，《细胞》杂志刊发清华大学戴琼海、郭增才、吴嘉敏等人最新研究成果，宣布了新一代介观活体显微仪器RUSH3D系统的问世。在兼具厘米级三维视场与亚细胞分辨率的同时，能够以20赫兹的高速三维成像速度实现长达数十小时的连续低光毒性观测，首次全景式地记录了器官尺度下大规模细胞间的交互行为。“相比于目前市场上最先进的荧光显微镜，其在同样分辨率下的成像视场面积提升了近百倍，三维成像速度提升了数十倍，有效观测时长提升百倍。”论文通讯作者、清华大学信息学院院长戴琼海院士告诉《中国科学报》。瞄准活体介观显微成像国际前沿难题，戴琼海团队早在2013年就在国家自然科学基金委重大科研仪器研制项目的支持下，在国际上率先开展了介观活体显微成像领域研究，并于2018年成功研制了国际首台亿像素介观荧光显微仪器RUSH，能够同时兼具厘米级视场与亚细胞分辨率。尽管这一系统被国际同行誉为介观显微成像领域的先驱，但是由于仪器复杂昂贵，在当时仅能被少数科学家使用。与此同时，RUSH系统仍然面临一系列瓶颈，包括：如何利用二维传感器实现高速三维成像；如何提升弱光条件下的成像信噪比；如何高效处理大规模介观数据等。每一项技术瓶颈本身都是生物医学成像领域的国际难题，而如何在同一系统上同时解决，则变得更为挑战。此后6年间，戴琼海带领成像与智能技术实验室，瞄准活体介观显微成像高峰，持续攻关这些国际前沿难题，先后提出扫描光场成像原理、数字自适应光学架构、虚拟扫描算法、共聚焦扫描光场架构、自监督去噪算法等关键理论与技术，逐一解决了介观活体显微成像中一系列壁垒，为RUSH3D的问世奠定了基础。在脑科学研究中，交叉研究团队利用RUSH3D首次实现了覆盖整个小鼠大脑背侧皮层十万量级神经元的高速三维长时程观测，捕捉了动物接受多种感觉刺激时皮层神经元网络的响应模式，并实现了连续多天对全皮层尺度下同一群神经元的持续追踪。在免疫学研究中，团队首次在小鼠免疫反应过程中同时观测到了淋巴结内多个生发中心的形成过程，以及T细胞在不同生发中心之间的迁移现象；捕捉到了急性脑损伤后多脑区的免疫反应，发现大量中性粒细胞从非血管区域往脑内的迁移，以及少数中心粒细胞会从脑实质中回流到血管中的罕见现象。戴琼海指出，该仪器的研制与产业化填补了哺乳动物介观尺度活体观测的空白，能够大范围长时间地完整记录下大量细胞间的组织与交互行为，进而有望在单细胞精度下定量地描述不同器官的组织与功能规律，为人类探索生命奥秘打开了新的维度，使得我国生命科学家、医学家能够率先使用我国自主高端仪器设备来解决重大基础研究问题。相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.08.026

美国哥伦比亚大学工程团队开发了一种技术，可实现活体内的实时成像并取代传统的活检。在28日的《自然生物医学工程》上发表的一篇论文中，研究人员描述了一种高速3D显微镜MediSCAPE，其能捕获组织结构的图像，以指导外科医生定位肿瘤及其边界，而无需活体取样分析病理结果。哥伦比亚大学生物医学工程和放射学教授、该研究的资深作者伊丽莎白希尔曼称，活检需要从体内切取小块组织，然后用简单的显微镜观察，因此可能需要几天时间才能得到诊断结果。希尔曼团队希望能直接捕获组织图像而不用切出样本。“这种技术可以让医生实时反馈他们正在查看的组织类型，无需长时间等待。”她解释道，这将让医生就如何最好地切除肿瘤并确保没有留下任何东西做出明智的决定。此外，对于珍贵的组织，如大脑、脊髓、神经、眼睛和面部等，切取组织还可能错过重要的疾病区域。希尔曼一直在开发用于神经科学研究的新型显微镜，这些显微镜可非常快速地捕捉活体样本的3D图像。此次，该团队通过观察小鼠肾脏对他们的显微镜进行了测试。他们观察到的结构很像标准组织学所得到的结构。最重要的是，过程中并没有添加任何染料。研究人员看到的一切都是组织中的自然荧光，而这些荧光通常太弱而无法看到。即使研究人员以足够快的速度进行整体3D成像，实时漫游，扫描组织的不同区域，MediSCAPE也能非常高效地显示出这些微弱的信号。研究人员甚至可将获得的体积拼接在一起，并将数据转化为组织的大型3D展示，这样病理学家就可像一整盒组织学幻灯片一样使用它。该团队展示了MediSCAPE在广泛应用中的强大功能，从分析小鼠胰腺癌到对人体移植器官（如肾脏）的非破坏性快速评估。研究人员认为，通过对体内的活组织进行成像，可获得比无生命的活检样本更多的信息。他们发现，实际上可看到通过组织的血流，并看到缺血和再灌注的细胞水平效应（切断肾脏的血液供应，然后让它回流）。该团队的最后一个关键步骤是将希尔曼实验室中标准SCAPE显微镜的大尺寸缩小为适合手术室并可供外科医生在人体中使用的系统。

面前的裴颢，温文尔雅而又侃侃而谈，兼具理工科出身别有的严谨与创业者的豪情。与许多初创团队的负责人一样，他的行程安排得满满当当，采访结束后就要立刻前往上海，商讨产品研发中的几处细节。“创业者都是‘空中飞人’，这话不假。”裴颢说。　　创业“行动派”　　在浙江嘉兴桐乡，裴颢与他所创立的墨卓生物团队在当地颇有名气。一方面，团队以青年科研人员为主，有好几位主力队员都毕业于世界名校；另一方面，项目2020年落地桐乡不久，就在单细胞测序领域表现不俗，在业内有了知名度。　　2010年从清华大学毕业后，裴颢赴美深造，在哈佛大学攻读硕士学位。毕业后他曾在投行工作过一段时间，但不久他就离开金融行业，入职哈佛产业转化研究院，从事医疗器械的设计与研究，再次做起了科研老本行。　　“年薪20万美元变成了3万美元”，落差虽然很大，但是裴颢并不遗憾，“我对做科学研究一直很感兴趣，能够站在前沿领域探索更多奥秘，这绝不是高薪可以带来的。”与此同时，受到身旁许多博士朋友的影响，裴颢也有了继续攻读博士的想法。在研究院工作一年后，他重返校园，开启了博士阶段的学习，师从世界微流控领域杰出科学家、哈佛大学教授大卫韦茨。他是裴颢的良师益友，也是日后创业路上的坚定伙伴。　　再次回到哈佛，裴颢在实验室里带头开展单细胞测序技术的开发。彼时，国内创新创业的一片热土已吸引了不少裴颢的同学回国，进行技术成果转化，他也在密切关注着国内相关领域的行业发展。“2010年前后，国内早期的种子基金到美国一流高校办讲座，我就常去旁听。”裴颢说，他后来还在哈佛创办了风险投资俱乐部，邀请创业者、投资人来和学生分享经验心得。前期的各种经历，仿佛早已为裴颢最终回国创业的决定埋下伏笔。“无论面对什么事情，我都喜欢当‘行动派’，不管是做科研还是创业。光有想法远远不够，关键是付诸实践。”他说。　　引才受益者　　“乌镇院士之家”是浙江省第一批、嘉兴首家省级“院士之家”，作为中国工程院外籍院士、美国科学院、美国工程院、美国艺术与科学院院士，大卫韦茨正是“进家”院士之一。老师选择了这里，令裴颢决定在嘉兴落地创业的想法更加坚定。两年前，墨卓生物正式落户乌镇，如今已完成A轮融资1.8亿元人民币，团队正在持续加大精准医疗、数字医疗的分子诊断试剂及精密仪器的研发制造力度，不断提高产品稳定性。　　裴颢同样是引才政策的受益者。近年来，嘉兴出台“创新嘉兴精英引领计划”“创新嘉兴优才支持计划”等一系列方案，加强对青年人才的引才力度，在创新创业、见习实习、人才安居、医疗保障、子女教育等诸多方面提供支持，为引进的人才解除后顾之忧。　　团队的“微流体生物检测芯片”项目，成功入选了“创新嘉兴精英引领计划”领军人才孵化移植项目B类。裴颢介绍，从项目申报、资金支持，再到配套的人才政策，政府务实高效的“保姆式”服务让创业团队可以专注于技术研发，提高项目推进速度。　　作为嘉兴重大人才工程的代表之一，“创新嘉兴精英引领计划”自2010年启动实施以来已进行多次升级，而今的“4.0版”更为积极开放——增设青年人才项目，更加注重引进海外青年人才和提升项目实效。　　“归国创业是最让我有成就感的决定。把自己的研究专长与国家发展所需紧密结合，是我们的创业路能走得如此通达的关键！”裴颢感慨地说。　　创新在路上　　单细胞测序技术十几年前问世，其创新之处在于在单个细胞水平上研究基因表达，对整个基因测序行业影响深远。裴颢团队研发的高通量单细胞测序，相当于一个“测序领域的显微镜”，“这个‘显微镜’可以看到每个细胞的基因表达，理解每个细胞是怎样‘说话’的。”　　为了不断提高产品稳定性，裴颢与团队成员进行了一次又一次实验。生物实验存在诸多变量，温度、湿度的微小差异都可能使得实验结果相去甚远。“曾经我们在实验中有180多个参数，这就是180多个变量。如果其中一个发生变化，就会又产生一种可能性。”经过潜心攻关，裴颢带领团队终于成功完成实验，其团队的高通量单细胞建库的解决方案，捕获率和稳定性都可以比肩国外的知名企业。　　裴颢坦言，在创业路上披荆斩棘，也让他经历了从科研人员到创业者的心态转变。他表示，“做科研的焦点在于技术，但创业并不仅限于此，创业关注的重点是产品。创业者必须要考虑市场，有时埋头做科研时，会不停地想进行技术迭代，甚至忽略了市场需求，这是科技成果转化要避免陷入的误区。”　　“要学会多角度思考问题，创业者需要换位思考。站在此刻去看过去和未来，甚至还要站在未来看此刻。”奋力奔跑在生命科学的赛道上，裴颢与他的这支年轻团队正在单细胞领域大胆创新，为临床诊断和药物开发提供更先进的技术手段。

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

2015年2月3日讯 /生物谷BIOON/ --近日，著名国际期刊Nature Protocols在线刊登了来自美国NIH Tom Misteli研究小组的一项最新研究成果，他们提出了一个利用荧光显微镜确定单个细胞周期的实验方法。应用这种实验方法或可实现对群体中不同个体细胞周期的监测观察。 　　细胞周期进展是细胞最基本特征之一，传统上对细胞周期的研究主要依赖于群体分析，并通过周期相关特异性标记或者使用基因修饰系统的方法来确定，这使得对稳定的单细胞周期的确定变得非常困难。因此，研究人员提出一个应用高分辨率成像的荧光显微镜测量DNA含量来确定单个细胞周期的实验方案，这种方法是基于对DNA的染色，通过图像分析精确定量完整细胞核的荧光强度，并且能够与其他组化方法联合使用。Tom Misteli研究小组开发的双通道自动图像分析算法，结合商业软件或者开源软件能够导出对不同个体细胞周期的描述。这个实验方案适用于贴附细胞并且可使用几种不同的DNA染料。 　　综上所述，该文章提出了利用DNA染色结合荧光显微镜检测的实验方法来判断单个细胞的周期进程，或对精确研究群体中单个细胞的周期具有重要意义。

中国电子显微镜学会、仪器信息网联合报道 2023年10月27日，2023年全国电子显微学学术年会在东莞市会展国际大酒店龙泉厅盛大开幕。大会由电镜学会电子显微学报编辑部主办，南方科技大学、松山湖材料实验室、大湾区显微科学与技术研究中心共同承办，仪器信息网作为独家合作媒体参会报道。大会为期三天，参会人数再创新高，吸引来自高校院所、企事业单位、仪器技术企业等电子显微学领域专家学者2000余人出席参会。大会现场2023年是中国电子显微学开拓者之一郭可信先生诞辰一百周年，本届年会大会为专题纪念专场，怀念郭可信先生生前对中国电子显微学发展付出的心血与作出的巨大贡献。本届年会的主题是：显微鸿鹄志，世界一片天——怀念郭可信先生。大会开幕式由大会秘书长、北京大学教授高宁主持，大会主席、中国科学院院士 张泽，大会承办单位南方科技大学副校长、中国科学院院士贾金锋，大会组委会主席、电镜学会理事长韩晓东分别致辞。大会分为大会报告和13个分会场报告。开幕式后进入大会报告环节，大会报共分为五个阶段，依次由北京工业大学/南方科技大学教授韩晓东，中国科学院物理研究所研究员马秀良，中国科学院院士张泽，东南大学教授孙立涛，中国科学院院士叶恒强分别主持，十二位著名学者、相关仪器设备厂商专家代表依次为大家分享了精彩报告。以下为大会报告下半场七位大会报告内容摘要，以飨读者。大会报告下半场，由中国科学院院士张泽（左），东南大学教授孙立涛（中），中国科学院院士叶恒强（右）共同主持大会特邀报告：中国科学院院士、季华实验室教授 叶恒强报告题目：郭可信先生与中国电子显微镜学会在郭可信先生诞辰一百周年，叶恒强院士回顾了郭先生与中国电子显微学事业发展的渊源，郭先生生前对中国电子显微学发展付出的心血与作出的巨大贡献，以怀念郭可信先生。从1949年全国解放时中国拥有的第一台电子显微镜——英国Metropolitan-Vickers制造的EM/1M型透射电子显微镜；到1956年，在东京召开的第一届亚太地区会议，中国电子显微学论文第一次登上国际舞台；到中国电子显微学研究的先驱们，郭可信先生、李方华先生、黄兰友先生等。结合珍贵资料，叶恒强院士首先回顾了中国电子显微学事业的开端背景。接着回顾了中国电子显微镜学会成立的曲折历程。上世纪70年代，中国电子显微学界，错失了在衍射衬度电子显微学领域与国际同步进展的机缘。在国际高分辨电子显微学进展的冲击下，中国代表团于1979年参加了纪念日本电镜学会成立30周年的学术会议，在此启发下，1980年11月，中国电子显微镜学会在成都正式成立。随后，一批人才从国际一流电镜实验室学成归来的，中国电子显微学的春天。在郭可信先生等先辈的据理力争下，在国际友人的协助下，1986年9月，在国际显微学大会上，中国电子显微镜学会正式成为国际电子显微学联合会（IFSEM）成员，IFSEM接纳中国两个学会会员，称谓分别是：“Chinese Electron Microscope Society(对大陆)，Electron Microscope Society, Taibei, China (对台湾)”。接着，叶恒强院士通过郭可信先生在振兴中国电子显微学事业过程中的点点滴滴事迹，回顾了郭可信先生的操劳。最后表示，有一些科学家，他们既有冲击世界前沿的能力，又能有很好的科研管理的才干，郭可信先生就是这样的科学家，是他代领着中国准晶研究团队走在世界前列。有句俗话叫做“大树底下好乘凉”，如今，更觉得清凉的可贵。同时，也借纪念郭先生这样的机会，祝中国电子显微镜学会走向新的辉煌。大会特邀报告：中国科学院院士、清华大学教授 隋森芳报告题目：冷冻电镜迈入新时代: 原位+近原子分辨隋森芳院士表示，郭可信先生不仅在物理材料领域对我国及国际的电子显微学做出了贡献，在生命科学电镜研究方面，也发挥了诸多非常具有先导性的作用。并分享了一些案例，包括上世纪九十年代，在国内刚开始发展时，郭先生就亲自主持了一项蛋白质电子晶体学的国家项目，这或许是国内最早的相关项目；上世纪九十年代中期，郭先生在北京推动第一台配置冷台的电镜，并吸引一批学者开展相关工作等等。接着，分享了生命科学冷冻电镜技术的最新发展进展。冷冻电镜技术是当今生命科学的前沿热点技术之一，近年来在Cell，Science，Nature的年度十大科学突破评选中，冷冻电镜因把生命科学推进到原子水平而连续当选。冷冻电镜主流技术包括单颗粒冷冻电镜技术(cryo-EM SPA)和冷冻电子断层成像技术 (cryo-ET)，冷冻电镜结构生物学面临的挑战包括颗粒尽可能的小、颗粒尽可能大、颗粒的不均一、时间分辨等。最后，围绕近一年cryo-ET高分辨结构统计情况，分析了原位电镜技术的系列进展，一些代表性进展包括藻类光合系统的进化研究、激发态能量如何从藻胆体传递给光反应中心(PSII/PSI)相关研究等。大会特邀报告：中国科学院院士、清华大学教授 朱静报告题目：量子材料序参量和电子显微学作为我国材料电子显微学领域的前辈，六十余年来，朱静院士始终坚守在电子显微学研究第一线，在诸多材料领域，对于如何进一步利用电子显微镜中电子和物质的交互作用产生的各种信号，有着深刻地认识。近十年来，朱静院士主要聚焦在两种电子显微学方法。一是针对功能材料的量子材料序参量和电子显微学，一是针对结构材料，高通量多尺度(豪微米-亚埃尺度)应用于结构材料研究(飞机发动机单晶叶片和涡轮盘)。此次报告中，朱静院士主要分享了开展第一个工作的研究进展。据介绍，上世纪六七十年代对凝聚态物质研究的主要思路是从对称性出发，来寻找体系中可测量的序参量；而到了八十年代，则出现了两大里程碑式的进展：其一是以拓扑绝缘体和分数霍尔效应为代表的一系列跳出了朗道-金茨堡理论的体系和现象，其二是高温超导的出现引出了所谓强关联电子体系。朱静院士团队在2013年完成了定量EMCD 的研究，利用电子显微学方法定量的测定材料中原子磁矩。有可能利用电子显微学方法测量“点阵、电荷、自旋、轨道、拓扑”序参量。同年，启动了题目为“铁性序参量的亚原子尺度协同测量及耦合机制”的973课题。近十年来，围绕测量方法、关联性、科学问题开展研究。代表作品包括徐坤博士的磁光材料研究(博士学位论文- 2021，文章/PNAS)、王泽朝博士的超导材料机制研究(博士学位论文- 2023，文章/Nature，Science) 等得到国际学术界的关注和认可。2023年，由朱静院士著作的《量子材料序参量和电子显微学》也将由科学出版社于2023年12月出版等。最后，结合实例，详细介绍了点阵序参量、轨道序参量、电荷序参量、自旋序参量、拓扑序参量等方面的最新研究进展。公司特邀报告人：赛默飞Dr. Eric van Cappellen报告题目：The latest trends in (scanning) transmission electron microscopy赛默飞首席专家Eric Van Cappellen首先追忆了与郭可信先生的渊源。郭可信先生和Severin Amelinckx教授都是电子显微学届的权威，两位也是多年的好友，而Eric的博士阶段便是在Severin Amelinckx教授课题组度过。随后，Eric介绍了在当前生命科学领域，随着对细胞和组织研究的进一步深入，体电子显微镜再次成为趋势，但传统体扫描电子显微镜并不能满足前沿研究的需求。而具有4种可切换离子源(Xe, Ar, N, O)的Hydra Bio Plasma-FIB，有效解决了传统体扫描电子显微镜Z与X-Y方向分辨率不同以及机械变形的问题，可用于冷冻或树脂包埋生物样品更精确的体积成像及冷冻透射电镜三维重构样品的制备。接着，Eric从电子光学的灵活性，数据收集的灵敏性，信息获得的有效性三个角度介绍了如何解决材料科学领域的应用难题——减少样品的电子束损伤。通过具体的案例，Eric介绍了赛默飞最新的基于AI的图像减噪，高通量高灵敏度低剂量Ultra-X能谱，适用于电子束敏感材料成像的iDPC等有效减少样品的电子束损伤的最新技术。公司特邀报告人：泰思肯Dr. Daniel Němeček报告题目：Improving phase and orientation mapping at the nanometer scale by precession-assisted 4D-STEM microscopyTESCAN集团STEM专家Daniel Němeček博士为大家分享最近热点的4D-STEM技术进展。近期发展起来的4D-STEM技术是一种基于纳米束衍射的强大分析方法，可以在纳米级的分辨率下解析和表征多晶材料中晶体相位分布和单个晶粒的取向。然而，由于实验设置的复杂性以及样品扫描与束闸、旋进和检测器同步读出的挑战，使得4D-STEM技术的广泛使用受到了限制。Daniel Němeček在报告中展示了一种快速获取和处理4D-STEM数据集的新方法，因为所需硬件组件都与高水平的系统自动化和优化算法完全集成，用户可以简单操作，实时处理数据，在新的多模态分析电子衍射显微镜下获取可视化结果。TESCAN与德国Julich的Ernst Ruska中心密切合作，通过一些开发的应用实例，展示4D-STEM测量的强大功能。此外，通过一个多晶铝箔的例子，展示如何结合同时获取的EDS数据进行多模态分析，从而改善4D-STEM相分析的准确性。该多晶铝箔添加了金纳米颗粒，这些纳米颗粒具有非常相似的晶格参数(98%)。大会特邀报告：纽约州立大学奥巴尼分校医学科学系高级研究员 隋海心 报告题目：初级纤毛的立体电子显微学研究回忆往昔，隋海心高级研究员是郭可信先生1996年毕业的博士生，之后从材料物理领域转到结构生物学领域，研究水通道蛋白，从用X射线晶体学方法转回用冷冻电镜进行解析，做出了一系列突破性成果，以“逆分辨潮流”方式，分辨率越做越低，样品尺度越做越大。纤毛在生物学中非常重要，分为可动和不可动两种。在通常的认知中，可动纤毛外面有9个双管，里面有2个单管，即9+2结构；不可动纤毛只有9个双管，即9+0结构。隋海心高级研究员用多层电子层析方法测定的初级纤毛的全长三维结构则推翻了不可动纤毛的9+0结构模型。隋海心高级研究员在报告中讲述了研究初级纤毛的背景、历程和一些心得。认为，文章不能全盘迷信，别人能做的自己不一定能做，另外，正如郭可信先生经常指导的“科研不要先入为主”，这样往往会误导后续的工作开展。大会特邀报告：东京大学教授 Naoya Shibata报告题目：MARS——New atomic resolution electron microscope for magnetic materials日本东京大学教授Yuichi Ikuhara 视频祝福报告开始，Naoya Shibata 首先播放了国际著名球差电镜专家、日本东京大学Yuichi Ikuhara教授带来的视频祝福，视频中，Ikuhara教授回顾了其1988年第一次访问中国时与郭可信先生的会面，从那时起开始与中国开展系列合作，也看到那时的许多学生成为两边国家高校和研究机构的主力，为中日之间的电子显微学交流做出巨大贡献，郭可信先生等科学家的愿望延续至今，期待能保持下去。接着，Naoya Shibata教授对原子级分辨率无磁场球差校正扫描透射电镜MARS的研发设计做了详细介绍。MARS由Naoya Shibata教授团队与日本电子合作开发，采用一种相反极性的前后反对称透镜设计，配合最新的五阶自动调整新型球差矫正器，使得样品可以处在完全无磁场的环境中，电镜仍然保证原子级的分辨率。此外，还可以搭载如电子全息、差分衬度STEM探测器(SAAF)、叠层衍射成像探测器(4D Canvas)、能量损失谱(EELS)以及大固体角EDS。这种多用途设计，使得该设备拥有巨大的应用前景。MARS对于磁性材料和器件来说是一款功能强大的电子显微镜，它的倾斜扫描可以减少DPC成像中的衍射对比度。接下来，MARS后续还将继续突破无磁场条件下的低温观测的挑战。大会合影留念

我是一颗小小的细胞，从哪里来到哪里去，被安排的明明白白。图源：网络别看我小，我可厉害了，我可是生物体形态结构和生命活动的基本单位哈，可以形成组织，组织形成器官，器官组合形成个体。图源：网络我可以通过分裂，一分为二，二分四，以此类推，我逐渐变多，但是为了不让我太膨胀，科研小伙伴非要给我测下数，他们用了一个试剂名叫胰酶，将我们分散，然后又将我们稀释，我的兄弟姐妹都被冲到好远，我也找不到它们，大部分我们还是活的好好的，那些体弱多病的经过这么一折腾game over了 ，科研小伙伴为了区分死活，还给我们用台盼兰染色，这样我们就很容易被区分，还能算算存活率。图源：网络不过我们也都是见过大场面的，什么大风大浪我们都经历过（内心os），正在这沉思中，我就被装到了一个名叫细胞计数板的板板上，就听外面的科研小伙伴说，数上不数下，数左不数右，别打扰我，我都数错了，还得重新按计数器。作为细胞的我，看着他们摇摇头，现在都啥年代了，还得用手动算，我之前见过一台很高端的仪器，既能当显微镜观察我，又可以数数我有多少的复制品，把我拍的可美了。我给大家介绍一下，它就是Rebel正倒置一体显微镜，方便小巧，一机多能，小小的身体，大大的能量。作为显微镜，Rebel具有优秀的硬件素质：8MP高分辨率彩色相机高度还原色彩、Apple iPad Pro触控显示操作就像玩APP一样简单、内置10X目镜全视观察技术、远程滑鼠式控制器（电动调焦），想怎么拍就怎么拍，高能LED光源寿命长… … 优点太多啦，就不多说了，怕骄傲。Rebel还可以进行智能细胞计数，几秒内快速分析图像，告别以往费时费力的人工计数，轻轻一点，自动计算存活率，so easy。实现多张图片采集，多次计算，消除人为误差，精准度特别高。轻松实现自动捏合缩放，查看单个细胞进行质控和纠偏，还可以快速计算不同直径大小的细胞数。Rebel细胞计数不挑耗材，在培养皿、玻片、血球计数板上通通可以。今天就介绍到这吧，期待我们下次再见。

全息术是一种能够对光波前进行记录和重建的技术，自从 1948 年匈牙利-英国物理学家 Dennis Gabor 发明全息术以来，该技术不仅得到了显微学家，工程师，物理学家甚至艺术家等各领域的广泛关注，还使他获得了 1971 年的诺贝尔物理学奖。干涉术作为光学中另一个主要研究领域，是利用光波的叠加干涉来提取信息，其原理与全息术都是用整体的强度信息来记录光波的振幅和相位，虽然记录的方法有很大不同，但随着 20 世纪 90 年代，高采样密度的电子相机的出现，可用来记录数字全息图，则进一步增强了二者的联系。近日，针对全息术对表面形貌的干涉测量的发展的推动作用，来自美国 Zygo Corporation 的 Peter J. de Groot、 Leslie L. Deck，中国科学院上海光机所的 苏榕 以及德国斯图加特大学的 Wolfgang Osten 联合在 Light: Advanced Manufacturing 上发表了综述文章，题为“Contributions of holography to the advancement of interferometric measurements of surface topography”。本文回顾了包括相移干涉测量，载波条纹干涉，相干降噪，数字全息的斐索干涉仪，计算机生成全息图，震动、变形和粗糙表面形貌和使用三维传输方程的光学建模七个方面，从数据采集到三维成像的基本理论，说明了全息术和干涉测量的协同发展，这两个领域呈现出共同增强和改进的趋势。图1 全息术的两步过程图2 干涉术的两步过程相移干涉测量术 因为记录的光场的复振幅被锁定在强度图样中的共同基本原理，全息术和干涉测量术捕获波前信息也是一个常见的困难，用于表面形貌测量的现代干涉仪中，常用相移干涉测量术（PSI）来解决这个问题，PSI 的思路是通过记录除了它们之间的相移之外几乎相同的多个干涉图，以获取足够的信息来提取被测物体光的相位和强度。Dennis Gabor 早在 1950 年代搭建的全息干涉显微镜使用偏振光学隔离所需的波前，引入除相移外两个完全相同的全息图。如图3所示，Gabor 的正交显微镜使用了一个特殊的棱镜，在反射光和透射光之间引入了 π/2 的相移。因此，可以说，用于表面测量的 PSI 首先出现在全息术中，然后独立出现在干涉测量术中。PSI 现在被广泛用于光学测试和干涉显微镜，虽然许多因素促成了其发展，但其基本思想可以追溯到使用多个相移全息图进行波前合成的最早工作。图3 Gabor正交显微镜简化示意图载波条纹干涉测量术 通过使用角度足够大的参考波来分离 Gabor 全息图中的重叠图像，从而使全息图形成的重建真实图像和共轭图像在远场中变得可分离，是全息术的重大突破之一， 到 1970 年代，人们意识到传播波阵面的远场分离等价物可以在没有全息重建的情况下模拟干涉测量。这一概念在 1982 年武田 (Takeda) 的开创性工作中广受欢迎，他描述了用于结构光和表面形貌的干涉测量的载波条纹方法。载波条纹干涉测量术的基本原理源自通信理论和 Lohmann 对全息重建过程的傅里叶分析。到 2000 年代，计算机和相机技术已经足够先进，可以使用高横向分辨率的二维数字傅里叶变换进行实时数据处理，赋予了载波条纹干涉技术的新的生命。图4 从干涉图到最后的表面形貌地图的过程此外，在菲索干涉仪中，参考波和物体表面的相对倾斜会导致相机处出现密集的干涉条纹。如果仪器在离轴操作时，具有可控制或可补偿的像差，所以只需要对激光菲索系统的光机械硬件进行少量更改，就可以实现这种全息数据采集。因此，载波条纹干涉仪通常是提供机械相移的系统的选择。相干降噪 虽然可见光波段激光器的发明给全息术带来重要进展，然而，在全息术和干涉测量术中不使用激光的主要原因是，散斑效应和来自尘埃颗粒和额外的反射而产生的相干噪声。通过仔细清理光学表面只能很小部分的噪声，而围绕系统的光轴连续地旋转整个光源单元就可以解决这个问题。如果曝光时间很长，这种运动会增强所需的静态图样，同时平均化掉大部分相干噪声。常用的实现平均化的方式包括围绕光轴旋转光学元件、沿着照明光移动漫射器、用旋转元件改变照明光的入射方向，或在傅里叶平面中移动不同的掩模成像系统。激光在 1960 年代开始出现在不等路径光学装置中，最初为全息术开发以减少相干噪声的平均方法，被证明也可有效改善干涉测量的结果。图5中，是 Close 在 1972 年提出的一种基于脉冲红宝石激光器的便携式全息显微镜。显微镜记录了四个全息图，每个全息图都有一个独立的散斑图案，对应于棱镜的旋转位置，由全息图形成的四个图像不相干叠加以减少相干噪声和散斑粒度。图5 使用旋转楔形棱镜的相干降噪系统数字全息菲索干涉仪 Gabor 的背景和研究兴趣使他将全息术视为一种具有大景深的新型显微成像技术，使显微镜学家可以任意地检查图像的不同平面。记录后重新聚焦图像的能力仍然是全息术的决定性特征之一，使我们无需仔细地将物体成像到胶片或探测器上。它还可以记录测量体积，能够清晰地成像三维数据的横截面。而数字全息术使这种能力变得更具吸引力，其重新聚焦完全在计算机内实现。虽然数字重聚焦在数字全息显微镜中很常见，但它通常不被认为是表面形貌干涉测量的特征或能力。尽管如此，从前面对该方法的数学描述来看，在采集后以相同的方式重新聚焦常规干涉测量数据是完全可行的。随着数据密度的增加，人们对校正聚焦误差以保持干涉测量中的高横向分辨率感兴趣。图6 激光菲索干涉仪的聚焦机理与全息系统不同，传统干涉仪的布置方式是在数据采集之前将物体表面精确地聚焦到相机上。图 6 说明了一种简化的聚焦机制。聚焦通常是手动过程，涉及图像清晰度的主观确定。由于光学表面通常在设计上没有特征，因此常见的过程包括将直尺放置在尽可能靠近调整表面的位置并调整焦距，直到直尺看起来最锋利。繁琐的设置和人为错误的结合使得我们可以合理地断言，今天很少有干涉仪能够充分发挥其潜力，仅仅是因为聚焦错误。数字重新聚焦提供了使用软件解决此问题的机会。计算机产生全息图 早在 1960 年代后期，学者们就已经对波带片与计算机生成全息图 (CGH) 之间的类比有了很好的理解，这是因为在开发新的基于激光的不等径干涉仪来测试光学元件的表面形状的应用时，需要对具有非球面形状的透镜和反射镜进行精确测试。图7 计算的菲涅尔波带片图样和牛顿环（等效于单独的虚拟点光源产生的Gabor全息图）然而，干涉仪作为最好的空检测器，在比较形状几乎相同的物体和参考波前时能提供最高的精度和准确度，虽然有许多巧妙的方法可以使用反射和折射光学器件对特定种类的非球面进行空测试，但 CGH 可通过简单地改变不透明和透明区域的分布来显着增加解空间。CGH 空校正器的最吸引人的特点是波前构造的准确性在很大程度上取决于衍射区的平面内位置，而不是表面高度。因此，无需费力地将非球面参考表面抛光至纳米精度，而是可以在更宽松的尺度上从精密参考波来合成反射波前。图8 使用激光菲索干涉仪和计算机产生的全息图测试非球形表面的光学装置振动、变形和粗糙表面形貌 全息干涉测量术是全息术对干涉测量术最明显的贡献，从技术名称中就可以看出。这项发现的广泛应用引起了计量学家高度关注，包括用于通过全息术定量分析三维漫射物体的应力、应变、变形和整体轮廓的方法。全息干涉测量术的发现对干涉测量术的能力和可解释性产生了深远的影响，为了辨别这些联系，首先考虑在同一全息图的两次全息曝光中，倾斜一个平面物体。两个物体方向的强度图样的不相干叠加，调制了全息图中条纹的对比度，而当这个双曝光全息图用参考波重新照射，以合成来自物体的原始波前时，结果也是条纹图样。因此，我们看到传播波前的全息再现，可用于解调双曝光全息图中存在的非相干叠加的干涉图案，将对比度的变化转换为表示两次曝光之间差异的干涉条纹。由于全息图中这些叠加的图案相互不相干，它们可以在不同的时间、全息系统的组成部分的不同位置、甚至不同的波长等条件下生成，因此，该技术的应用范围十分广泛。图9 模拟平面的双曝光全息使用三维传输方程的光学建模 使用物体表面的二维复表示，对本质上是三维问题的传统建模，是假设所有表面点可以同时沿传播方向处于相同焦点位置。因此，这种二维近似的限制是表面高度变化相对于成像系统的景深必须很小。全息术影响了三维衍射理论的发展，进一步影响了干涉显微镜的评估和性能提升。光学仪器的许多特性可以使用传统的阿贝理论和傅里叶光学建模来理解，包括成像系统的空间带宽滤波特性。干涉仪的傅立叶光学模型的第一步，是将表面形貌的表示简化为限制在垂直于光轴的平面内的相位分布。但对于使用干涉测量术的表面形貌测量，这并不是一个具有挑战性的限制，因为普通的菲索干涉仪的景深大约为几毫米，表面高度测量范围可能为几十微米。因此，在高倍显微镜中采用三维方法的速度更快，特别是对于共聚焦显微镜，在高数值孔径下，表面形貌特征不能都在相对于景深的相同的焦点。然而，二维傅里叶光学的近似对于干涉显微镜来说是不够精确的，因为在高放大倍率下，仅几微米的高度变化，就会影响干涉条纹的清晰度和对比度。基于 Kirchhoff 近似推导出了 CSI 的三维图像形成和有效传递函数，其中均匀介质的表面可表示为连续的单层散射点。这种方法已被证明具有重要的实用价值，不仅可以用于理解测量误差的起源，是斜率、曲率和焦点的函数，还可以用于校正像差。本文总结 基于激光的全息术的出现带来了一系列快速的创新，这些创新从全息术发展到干涉测量术。虽然文中提到的七个方面无法完全概括全息术的贡献，但一个明显的趋势是全息术对用于表面形貌测量的干涉测量技术的影响正在不断增加， 这最终可能会导致全息术与通常不被认为是全息术的技术相融合，而应用光学计量的这种演变必将带来全新的解决方案。论文信息 de Groot et al. Light: Advanced Manufacturing (2022)3:7https://doi.org/10.37188/lam.2022.007本文撰稿： 刘子维（英国剑桥大学，博士后）

高内涵细胞成像分析系统是一种利用高倍镜成像技术对细胞进行图像采集和分析的仪器设备。得益于显微成像、自动化和计算机等技术的迅猛发展，使其能够对大量细胞进行高分辨率成像和数据分析，实时提供海量多维生物学信息，广泛应用于生物医学、药物筛选等领域。为帮助大家及时了解高内涵成像分析前沿技术、创新产品与解决方案，仪器信息网特别组织策划《窥微探秘，高内涵细胞成像前沿技术与进展》专题（点击查看），本期，特别邀请到深圳倍捷锐医学科技公司联合创始人兼CEO孙瑞谈一谈倍捷锐高内涵成像分析系统发展历程、创新技术以及对未来市场的看法。仪器信息网：请介绍一下高内涵成像技术的发展历史。孙瑞：高内涵成像（High Content Imaging, HCI）技术起源于上世纪90年代初期，基于高通量筛选（High Throughput Screening, HTS）技术衍生而来。HCI技术融合了细胞生物学、光子学、实验室自动化和图像分析等不同学科的技术，能够大规模地采集和分析来自不同生物样本类型的显微图像。简而言之，高内涵成像是指自动化获取和分析生物样本显微图像的过程，其三大核心技术分别是光学显微技术、自动化和分析算法。1997年，美国Cellomics公司开发了首个完全集成的高内涵成像平台Array Scan，通过一站式的解决方案，实现了自动化采集以及图像处理、分析、归档和可视化等功能。随着技术发展，2000年左右出现了更为复杂的高内涵成像仪器，比如配备尼普科夫盘激光共聚焦、激光扫描细胞计数仪等。2000年代末期，灵活的台式高内涵成像仪器开始普及。2010年代，高内涵成像仪器性能得到显著提高，开始应用于高通量生物分析。近年来，随着AI算法和大数据等新技术不断发展，高内涵成像图像分析软件变得更加先进，不仅能够处理更大规模的数据集，还能从多个维度捕捉和解析信息。例如，深度学习已被用于自动量化单个细胞中的结构和动态变化。这些方法不仅提高了分析速度和准确性，还能够揭示以前难以察觉的细胞特征和模式。目前，高内涵成像技术已经能够实现3D成像。高内涵成像硬件及配套软件的发展现有的高内涵成像系统主要分为宽场荧光显微镜型、共聚焦荧光显微镜型以及激光扫描型等，大多数基于荧光标记成像的方法，通过标记细胞不同成分来获取细胞图像并进行分析，但荧光标记存在光漂白、光毒性、速度慢以及标记过程对细胞造成活性影响等问题。无标记成像技术的出现突破了这些限制，通过利用细胞自身的光学特性，如折射率的变化或散射光的特性，实现了无需任何标记的细胞成像，能够更加真实、自然地观察细胞状态。然而传统无标记技术如相差成像、微分干涉成像等存在信息量不足的缺陷，虽已有结合AI的案例实现丰富的细胞分析功能，但仍然无法满足无标记高内涵分析的需求。定量相位成像技术（Quantitative Phase Imaging, QPI）是一种无标记的显微成像技术，基于干涉仪与全息投影的光路设计，能够定量提供纳米级精度的表面形态信息，且无需扫描，更加节约时间与算力。因此，QPI技术适用于快速大规模的细胞分析。在QPI技术前沿应用探索中，已经成功实现对细胞形态、物质分布、机械特性、折光率分布、三维偏振张量等多个参数的定量成像，进而能够精细区分细胞类别。借助QPI技术带来的全新物理参数，不仅解决了传统无标记成像信息量不足的问题，同时扩展了高内涵成像的应用范围，也为生命科学研究与产业发展带来了新的希望和可能性。高内涵成像技术演化历程仪器信息网：贵司高内涵细胞成像分析系统的发展历程是怎样的？有哪些里程碑事件？孙瑞：深圳倍捷锐医学科技公司（以下简称：倍捷锐）的核心科技是基于QPI成像方法实现的无标记高内涵成像技术（NHQ）。NHQ技术最早成型于2018年，在香港中文大学生物医学工程系周仁杰教授LAMB实验室完成概念验证。2019年，倍捷锐成立于香港科学园，获得了香港科技署的种子轮支持，同时完成了第一代原理机核心光学组件的开发。翌年，公司成功交付了首台产品于中科院沈阳自动化所（沈自所），并在同年荣获了《麻省理工科技评论》中国生命科学创业大赛“年度新锐” 、“2020粤港澳大湾区最具创新力公司50”等多项大奖。2020年至2022年期间，倍捷锐先后加入Merck创新训练营、NVIDIA Inception Program计划进行应用场景拓展和新功能开发，并与蔡司达成合作，成功开发出蔡司模组NHQ-Zeiss。此外，倍捷锐于2022年成功加入了深圳脑科学技术产业创新中心，并在2023年获得了脑科学企业认定以及千万级天使轮融资。倍捷锐始终致力于为生命科学工作者提供更高效便捷的科研工具，历经5年打磨，最终在2024年7月发布重磅产品——NHQLiveTM无标记高内涵活细胞成像分析仪。倍捷锐NHQLiveTM无标记高内涵活细胞成像分析仪仪器信息网：目前贵司主推的高内涵细胞成像分析系统产品有哪些？并谈谈该产品的核心竞争力（包括成像、数据处理、算法分析和自动化等方面）孙瑞：目前倍捷锐主推的产品是NHQLiveTM无标记高内涵活细胞成像分析仪，其核心竞争力在于成像、自动化和智能化分析三大方面。在成像方面，NHQLiveTM无标记高内涵活细胞成像分析仪具有6个成像通道，多种成像模态。首先是倍捷锐所专注的定量相位显微技术（QPI技术），就像前面所述，它是一种无标记、快速、无损、高分辨率的新兴显微成像技术，能够定量表示细胞产生的形貌和动态变化，可在不对样品进行任何预处理的情况下，测量微观物体透射光（或反射光）的相位延迟，生成反映物体形态学和动力学的图片，再通过分析相位分布图获取细胞的干重、力学特性、密度分布等全新信息。如果把基因组测序比喻为“指纹识别”系统，那么 QPI 技术则是“人脸识别”系统。另外，NHQLiveTM无标记高内涵活细胞成像分析仪还兼备新一代明场技术与四通道荧光成像方案，不仅提升了成像的清晰度，还能捕捉到更为丰富的细胞细节，再搭配多通道影像融合的功能，进一步提升了观察分析的深度与精度，达到了更高维度。从左到右依次为：明场，QPI，四个荧光通道，荧光融合图像在自动化方面，用户可以一键控制仪器电动门开关，通过自动定位聚焦提升操作效率与成像质量，一键启动自动图像拼接，将高速孔板扫描的微观数据汇成一幅超大视野总览图。对于有活细胞长时间多形态成像需求的用户，设备还能结合微流控、孵育器等装置实现流式成像及自动控制延时成像，减少人工操作，极大提高分析效率。 人关节软骨细胞（40×），LFAITM软件大视场图像拼接在软件系统方面，综合运用人工智能和大数据分析等技术，倍捷锐开发出独特的LFAITM智能分析系统。不仅可以进行细胞分类、精准计数、活性分析、行为分析等复杂任务，还结合QPI技术推出了细胞力学分析、干重分析等创新功能。LFAITM 软件细胞分类工作原理仪器信息网：贵司高内涵细胞成像分析系统主要应用哪些领域的哪些实验环节？有哪些代表性用户单位？孙瑞：NHQLiveTM无标记高内涵活细胞成像分析仪凭借其多样化的成像模式、自动化操作以及智能AI分析展现出广阔的应用前景，目前主要应用领域包括药物作用机理分析、组织病理研究、细菌活性检测、细胞周期观察分析、血液分析、植物学研究、神经细胞动作电位分析、生殖细胞活性分析等。具体而言，可用于单细胞计数与分析、细胞分类、形态分析、药物-细胞影响分析、细胞追踪、行为分析、力学分析等实验环节。现阶段，倍捷锐团队已与香港中文大学、麻省理工学院、斯坦福大学、康乃狄格大学、厦门大学、沈阳自动化所、清华大学、上海药物所、默克、蔡司等单位建立友好合作关系。仪器信息网：请点评荧光成像系统、透射光成像系统和共聚焦成像系统等不同成像方式的优劣势？孙瑞：荧光成像系统通过使用特定波长的光照射样品，使样品中的荧光分子被激发而发射出荧光，随后被检测器捕捉并转化为图像。其优势包括：高度特异性，针对特定的分子或结构实现高特异性成像；灵敏度突出，即使样品中的目标分子含量较低也能通过荧光信号检测出来；多色成像，能够同时使用多种荧光染料实现多通道成像，便于同一时间观察多种细胞组分。然而，荧光成像系统也存在一定局限性，如细胞活性差、光漂白、光毒性、成像速度慢等问题。透射光成像系统基于透射光原理，光线穿过样品后被显微镜的物镜收集并成像，适用于观察透明或半透明的样品。其优点主要是样本无需进行化学标记，避免了标记过程带来的影响，且操作也相对简单。但相比于荧光成像，透射光成像的对比度较低，难以区分细微的细胞结构，而且因其采用可见光波段，其分辨率也会受限于光的衍射极限。共聚焦成像系统采用激光扫描和针孔过滤技术，能够提供基于荧光成像的超分辨率成像，显著提高横向和轴向分辨率，同时还能捕捉细胞的三维结构信息。除了荧光成像所面临的问题之外，其设备成本相对较高，逐点扫描的方式也导致了成像速度相对较慢。仪器信息网：未来高内涵细胞成像分析系统技术发展趋势如何？最看好哪些应用细分？孙瑞： 首先，无标记成像技术的兴起将减少对荧光标记的依赖，降低对细胞的潜在影响。例如，基于定量相位显微技术的无标记高内涵活细胞分析仪，能够实现对细胞的实时、无标记监测；其次，随着3D细胞培养技术的应用日益广泛，高内涵成像系统需能够支持三维成像，以更准确地模拟并反映细胞在体内的真实生长环境；人工智能和机器学习等前沿技术不断成熟融合，将被更深入地整合到高内涵细胞成像分析系统中，大幅提升数据分析的效率与精确度。自动化的特征识别和分类将变得日益普遍，从而降低对人工操作的依赖；高通量筛选与高内涵成像更加协同，进一步推动药物发现及疾病模型的研究进程；最后，为了提高科研人员的工作效率，成像分析系统的用户界面将设计得更加直观易用，减少学习成本。此外，标准化的工作流程和数据格式将促进不同实验室间的数据共享与结果对比。得益于技术不断创新突破，高内涵细胞成像分析系统的应用场景正不断扩大。目前，它在药物发现与筛选、类器官研究、干细胞研究、免疫学以及神经科学等关键领域展现出巨大的潜力和前景。例如，类器官作为一种新兴的细胞培养模型，能够更真实地反映人体组织的结构和功能，高内涵成像分析系统可以监测类器官发育过程中细胞的变化，为疾病建模和药物测试提供支持。干细胞在再生医学和疾病模型建立中扮演着重要角色，高内涵成像系统可以帮助研究人员更好地了解干细胞的分化过程和功能特性。总之，高内涵细胞成像分析系统的未来发展趋势将更加注重技术创新和应用扩展，特别是在药物发现、类器官研究、干细胞研究、免疫学和神经科学等领域的研究应用。随着技术的进步，这些系统将会更加高效、智能，并且更容易被科研人员所接受和使用。孙瑞 倍捷锐联合创始人兼CEO孙瑞，倍捷锐联合创始人、CEO，厦门大学生科院大湾区院友会副秘书长。毕业于波士顿大学生物医学工程专业, 拥有多年科技型技术转化的经验。从2015年起，分别创始并主导了波士顿大学生物医学工程系脑血管造影术实时监控跟踪技术、哈佛大学与美国东北大学联合主导的肝脏体外器官芯片筛药技术的产业化。在2016年主导创建了服务于年轻华人科学家的产业化协会‘波士顿破蛋计划协会’。19年起作为联合创始人全职加入倍捷锐，推动无标记高内涵成像技术产业化，并构建倍捷锐与默克、蔡司、英伟达、以及国内多所高校的深度合作。关于倍捷锐倍捷锐（BayJayRay）由来自香港中文大学的团队联合MIT、波士顿大学等高校成员共同创立。公司致力于开发创新性先进光学成像技术，以无标记显微技术——定量相位成像技术作为核心，拓展其在生物医学的产业方向的应用，并矢志于借助中国制造优势赋能生物医学产业，推动国产制造新高度。欢迎投稿！投稿文章将在《高内涵成像技术》专题展示并在仪器信息网相关渠道推广。投稿邮箱：zhaoyw@instrument.com.cn，关于征稿内容要求也可邮件咨询或电话联系：13331136682（同微信）。

新显微镜艺术图 图片来源：日本德岛大学在最近发表在《科学进展》上的一项研究中，科学家开发了一种不需要机械扫描就能获得荧光寿命图像的新方法。荧光显微镜广泛用于生物化学和生命科学，因为它允许科学家直接观察细胞及其内部和周围的某些化合物。荧光分子能吸收特定波长范围内的光，然后在较长的波长范围内重新发射。然而，传统荧光显微技术的主要局限性是其结果难以定量评价，而且荧光强度受实验条件和荧光物质浓度的显著影响。现在，日本科学家的这项新研究将彻底改变荧光寿命显微镜领域。该方法的主要支柱之一是使用光学频率梳作为样品的激发光。一个光学频率梳本质上是一个光信号，是许多离散的光学频率的和，它们之间的间隔是恒定的。在这里，“梳子”指的是信号与光频率的关系：从光频率轴上升起密集且等距“尖刺”，类似于梳子。利用专用的光学设备，将一对激发频率梳信号分解为具有不同强度调制频率的单个光拍信号（双梳光拍），每个光拍携带单个调制频率，辐照到目标样品上。这里的关键是，每束光束都在一个不同的空间位置击中样本，在样本二维表面的每个点和双梳光拍的每个调制频率之间形成一一对应的关系。由于其荧光特性，样品能重新发射部分捕获的辐射，同时仍然保持上述频率—位置对应关系。然后，样品发出的荧光被简单地聚焦在高速单点光电探测器上。最后，研究人员用数学方法将测量信号转换为频域信号，根据调制频率处的激发信号与测量信号之间存在的相对相位延迟，很容易计算出每个像素处的荧光寿命。新方法除了提供对生物过程的更深入的了解外，这种新方法还可以用于多个样本的同时成像，用于抗原检测，并有望开发出新的治疗方法来治疗顽固性疾病，提高预期寿命，从而造福全人类。相关论文信息：http://dx.doi.org/10.1126/sciadv.abd2102